JPS6325501B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6325501B2 JPS6325501B2 JP57106149A JP10614982A JPS6325501B2 JP S6325501 B2 JPS6325501 B2 JP S6325501B2 JP 57106149 A JP57106149 A JP 57106149A JP 10614982 A JP10614982 A JP 10614982A JP S6325501 B2 JPS6325501 B2 JP S6325501B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- package
- case
- casting
- welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W95/00—Packaging processes not covered by the other groups of this subclass
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Casings For Electric Apparatus (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(1) 発明の技術分野
本発明は、例えばマイクロ波用GaAsFETなど
のような半導体回路を搭載可能な、軽量でありか
つ気密封止性にすぐれたアルミニウムパツケージ
に関する。
のような半導体回路を搭載可能な、軽量でありか
つ気密封止性にすぐれたアルミニウムパツケージ
に関する。
(2) 従来技術と問題点
上記したようなマイクロ波用GaAsFETなどを
搭載すべく、従来のマイクロ波用パツケージは鉄
系材料、主としてステンレス鋼、から製作されて
いる。しかしながら、このようなパツケージを航
空機に搭載するなどする場合、重量及び熱伝導性
の両面から問題が生じてくる。第１に、ステンレ
ス鋼には重量があるので、かかるパツケージに近
年求められている軽量化にこたえることができ
ず、また、熱伝導性が悪いので、高出力アンプの
発熱に原因してパツケージ内の回路素子を損傷す
ることが屡々である。
搭載すべく、従来のマイクロ波用パツケージは鉄
系材料、主としてステンレス鋼、から製作されて
いる。しかしながら、このようなパツケージを航
空機に搭載するなどする場合、重量及び熱伝導性
の両面から問題が生じてくる。第１に、ステンレ
ス鋼には重量があるので、かかるパツケージに近
年求められている軽量化にこたえることができ
ず、また、熱伝導性が悪いので、高出力アンプの
発熱に原因してパツケージ内の回路素子を損傷す
ることが屡々である。
ステンレス鋼に代えてアルミニウムをパツケー
ジに利用することも試みられている。このように
した場合、熱伝導性が良いから熱放散性もよい、
軽量である、加工性にすぐれている、等のアルミ
ニウムの有する特長をそのまゝ生かせるというも
のの、気密封止性の面から新たな問題が生じてく
る。結論を先に述べると、アルミニウムパツケー
ジのケースとカバーの溶接ビード部にクラツクが
生じてパツケージを完全に気密化し得ないという
ことがそれである。
ジに利用することも試みられている。このように
した場合、熱伝導性が良いから熱放散性もよい、
軽量である、加工性にすぐれている、等のアルミ
ニウムの有する特長をそのまゝ生かせるというも
のの、気密封止性の面から新たな問題が生じてく
る。結論を先に述べると、アルミニウムパツケー
ジのケースとカバーの溶接ビード部にクラツクが
生じてパツケージを完全に気密化し得ないという
ことがそれである。
回路基板、素子を搭載したパツケージを封止す
るに際して、素子などの熱的劣化をひきおこさな
いように注意を払いながらそれを行なわなければ
ならないことは周知の通りである。そのために、
アルミニウムパツケージを全体的に高温度にさら
さなければならない、例えばロウ付などの封止法
をここで採用することができない。パツケージを
局部的に加熱する方式の溶接法を採用可能である
というものの、普通の溶接法は使用不可能であ
る。なぜなら熱伝導性が極めて良好であるアルミ
ニウムをパツケージ材料として選択してあるた
め、熱放散が大きくなりすぎて溶接を実施するこ
とができないからである。結局、パルスレーザに
よる溶接法に依存しなければならないのが現状で
ある。しかしながら、この方法によつてパツケー
ジを封止しても、アルミニウムの熱伝導性が良好
であるので、溶接部の冷却速度が極めて速くな
り、溶接ビード部にクラツクが発生し、よつて、
パツケージの気密化を保てなくなる。このような
クラツクは、パツケージ材料として純アルミニウ
ムを使用した場合にとどまらず、耐蝕性にすぐれ
た、例えばAl−Mg系のようなアルミニウム合金
を使用した場合にもまた発生するということが判
明している。
るに際して、素子などの熱的劣化をひきおこさな
いように注意を払いながらそれを行なわなければ
ならないことは周知の通りである。そのために、
アルミニウムパツケージを全体的に高温度にさら
さなければならない、例えばロウ付などの封止法
をここで採用することができない。パツケージを
局部的に加熱する方式の溶接法を採用可能である
というものの、普通の溶接法は使用不可能であ
る。なぜなら熱伝導性が極めて良好であるアルミ
ニウムをパツケージ材料として選択してあるた
め、熱放散が大きくなりすぎて溶接を実施するこ
とができないからである。結局、パルスレーザに
よる溶接法に依存しなければならないのが現状で
ある。しかしながら、この方法によつてパツケー
ジを封止しても、アルミニウムの熱伝導性が良好
であるので、溶接部の冷却速度が極めて速くな
り、溶接ビード部にクラツクが発生し、よつて、
パツケージの気密化を保てなくなる。このような
クラツクは、パツケージ材料として純アルミニウ
ムを使用した場合にとどまらず、耐蝕性にすぐれ
た、例えばAl−Mg系のようなアルミニウム合金
を使用した場合にもまた発生するということが判
明している。
(3) 発明の目的
上記説明から明らかなように、従来のアルミニ
ウムパツケージに固有の欠点として気密封止性の
悪さがある。本発明の目的は、パルスレーザを用
いてアルミニウムパツケージの気密封止溶接を行
なうという基本思想は変更しないで、パツケージ
の気密封止性を飛躍的に改良することにある。
ウムパツケージに固有の欠点として気密封止性の
悪さがある。本発明の目的は、パルスレーザを用
いてアルミニウムパツケージの気密封止溶接を行
なうという基本思想は変更しないで、パツケージ
の気密封止性を飛躍的に改良することにある。
(4) 発明の構成
本発明者らは、このたび、レーザ溶接によりア
ルミニウムパツケージの気密封止を行う場合、そ
のパツケージのケース及びカバーの少なくとも一
方をSi（珪素）を含む鋳造用アルミニウム合金か
ら構成することによつて溶接ビード部におけるク
ラツクの発生を回避し得るということを見い出し
た。
ルミニウムパツケージの気密封止を行う場合、そ
のパツケージのケース及びカバーの少なくとも一
方をSi（珪素）を含む鋳造用アルミニウム合金か
ら構成することによつて溶接ビード部におけるク
ラツクの発生を回避し得るということを見い出し
た。
本発明は、その好ましい１態様に従うと、ケー
スのみを鋳造用アルミニウム合金、特にAl−Si
系鋳造用アルミニウム合金（例えばJISに規定さ
れる4047など）から構成するのが有利である。な
ぜなら、例えばダイカスト法などにより鋳造を行
なう場合、カバーよりも複雑な形状を有するケー
スを鋳造により製造したほうが、鋳物、すなわ
ち、鋳造用アルミニウム合金のもつメリツトをさ
らに生かすことができるからである。
スのみを鋳造用アルミニウム合金、特にAl−Si
系鋳造用アルミニウム合金（例えばJISに規定さ
れる4047など）から構成するのが有利である。な
ぜなら、例えばダイカスト法などにより鋳造を行
なう場合、カバーよりも複雑な形状を有するケー
スを鋳造により製造したほうが、鋳物、すなわ
ち、鋳造用アルミニウム合金のもつメリツトをさ
らに生かすことができるからである。
ケース及びそのカバーの一方を鋳造用アルミニ
ウム合金から構成する場合、他方の部材を純アル
ミニウム（例えばJISに規定される1100など）又
は耐蝕性アルミニウム合金（例えばJISに規定さ
れる5052など）から構成することができる。この
ような組み合わせは、所望とする気密封止性、パ
ツケージの用途、その他のようないろいろなフア
クターに依存するであろう。
ウム合金から構成する場合、他方の部材を純アル
ミニウム（例えばJISに規定される1100など）又
は耐蝕性アルミニウム合金（例えばJISに規定さ
れる5052など）から構成することができる。この
ような組み合わせは、所望とする気密封止性、パ
ツケージの用途、その他のようないろいろなフア
クターに依存するであろう。
本発明において有用な、Siを含む鋳造用アルミ
ニウム合金としては、上記したAl−Si系合金の
ほか、Al−Cu−Si系合金、Al−Si−Mg系合金、
Al−Si−Cu系合金、Al−Si−Mg−Cu系合金、
Al−Si−Cu−Ni−Mg系合金、Al−Si−Cu−Mg
系合金などをあげることができる。これらの合金
ではいずれも、他のSiを含まない鋳造用アルミニ
ウム合金（例えばAl−Cu系合金、Al−Cu−Ni−
Mg系合金、Al−Mg系合金など）ではそのまゝ
でレーザ溶接を行うことができないという欠点が
あるのに反して、Al−Si系の共晶組織を溶接時
の急冷効果によつて晶出させ、溶接部を強化でき
るため、レーザ溶接を行うことが可能である。
ニウム合金としては、上記したAl−Si系合金の
ほか、Al−Cu−Si系合金、Al−Si−Mg系合金、
Al−Si−Cu系合金、Al−Si−Mg−Cu系合金、
Al−Si−Cu−Ni−Mg系合金、Al−Si−Cu−Mg
系合金などをあげることができる。これらの合金
ではいずれも、他のSiを含まない鋳造用アルミニ
ウム合金（例えばAl−Cu系合金、Al−Cu−Ni−
Mg系合金、Al−Mg系合金など）ではそのまゝ
でレーザ溶接を行うことができないという欠点が
あるのに反して、Al−Si系の共晶組織を溶接時
の急冷効果によつて晶出させ、溶接部を強化でき
るため、レーザ溶接を行うことが可能である。
(5) 発明の実施例
添付の図面を参照しながら、本発明のアルミニ
ウムパツケージを説明する。
ウムパツケージを説明する。
第１図には、気密封止溶接前の、本発明のアル
ミニウムパツケージのケース及びカバーが示され
ている。図示の場合には、純アルミニウム1100か
らカバー１が、そしてAl−Si系鋳造用アルミニ
ウム合金4047からケース２ができている。ケース
２には、さらに、入出力端子３があり、また、図
示されていないけれども、回路基板、素子が搭載
されている。ケース２を図示のように鋳物で製作
すると、耐蝕性アルミニウム合金5052などのブロ
ツクなどから機械加工によつて削り出してそれを
製作する場合に較べて、製作コストを約３分の１
まで抑えることができる。さらに、この4047など
の鋳造用アルミニウム合金は、湯流れが良くかつ
高温度における強度が大であるため、冷却が速く
てもクラツクを発生することが皆無である。
ミニウムパツケージのケース及びカバーが示され
ている。図示の場合には、純アルミニウム1100か
らカバー１が、そしてAl−Si系鋳造用アルミニ
ウム合金4047からケース２ができている。ケース
２には、さらに、入出力端子３があり、また、図
示されていないけれども、回路基板、素子が搭載
されている。ケース２を図示のように鋳物で製作
すると、耐蝕性アルミニウム合金5052などのブロ
ツクなどから機械加工によつて削り出してそれを
製作する場合に較べて、製作コストを約３分の１
まで抑えることができる。さらに、この4047など
の鋳造用アルミニウム合金は、湯流れが良くかつ
高温度における強度が大であるため、冷却が速く
てもクラツクを発生することが皆無である。
第２図には、本発明のアルミニウムパツケージ
をレーザ溶接により気密封止する状態を示した概
念図が示されている。図示の通り、レーザ発振器
４からのレーザビームをレンズ系５で集束させて
アルミニウムパツケージの封止部６に照射する。
このレーザビームの照射は、例えば窒素又はアル
ゴンのような不活性ガスの雰囲気中で実施するの
が好ましい。ここでは、平均出力200W、パルス
幅４ｍ・sec、パルスレート15pps、溶接速度４
mm／sec、そしてビーム径0.1mmの条件を適用して
レーザ溶接を行なつた。図示のように封止部６に
レーザビームを照射して溶接を行なうと、ケース
２とカバー１とが局部的に加熱溶融するが、ケー
スの材料である鋳造用合金4047の湯流れ及びぬれ
性が良好でありかつ冷却速度の影響を受けにくい
ため、溶接ビード部にクラツクが発生することも
なく、安定に気密封止が可能であつた。本発明に
よる気密封止アルミニウムパツケージをヘリウム
リークデテクタによつて調べたところ、実用上全
く問題のない10-10atm・cc／ｓ以上の高い気密
度を有するということが判明した。
をレーザ溶接により気密封止する状態を示した概
念図が示されている。図示の通り、レーザ発振器
４からのレーザビームをレンズ系５で集束させて
アルミニウムパツケージの封止部６に照射する。
このレーザビームの照射は、例えば窒素又はアル
ゴンのような不活性ガスの雰囲気中で実施するの
が好ましい。ここでは、平均出力200W、パルス
幅４ｍ・sec、パルスレート15pps、溶接速度４
mm／sec、そしてビーム径0.1mmの条件を適用して
レーザ溶接を行なつた。図示のように封止部６に
レーザビームを照射して溶接を行なうと、ケース
２とカバー１とが局部的に加熱溶融するが、ケー
スの材料である鋳造用合金4047の湯流れ及びぬれ
性が良好でありかつ冷却速度の影響を受けにくい
ため、溶接ビード部にクラツクが発生することも
なく、安定に気密封止が可能であつた。本発明に
よる気密封止アルミニウムパツケージをヘリウム
リークデテクタによつて調べたところ、実用上全
く問題のない10-10atm・cc／ｓ以上の高い気密
度を有するということが判明した。
(6) 発明の効果
本発明に従うと、軽量でありかつ安定かつ高度
に気密封止されたマイクロ波用アルミニウムパツ
ケージを低コストで提供することができる。さら
に、このパツケージには、パツケージを構成する
材料の熱放散がすぐれているために、高出力の素
子を搭載することができる。
に気密封止されたマイクロ波用アルミニウムパツ
ケージを低コストで提供することができる。さら
に、このパツケージには、パツケージを構成する
材料の熱放散がすぐれているために、高出力の素
子を搭載することができる。
第１図は、本発明のアルミニウムパツケージ
の、気密封止溶接前の状態を示した斜視図、そし
て第２図は、本発明によるアルミニウムパツケー
ジをレーザ溶接により気密封止する状態を示した
概念図である。 図中、１はカバーを、２はケースを、３は入出
力端子を、４はレーザ発振器を、５はレンズ系
を、そして６は封止部を表わす。
の、気密封止溶接前の状態を示した斜視図、そし
て第２図は、本発明によるアルミニウムパツケー
ジをレーザ溶接により気密封止する状態を示した
概念図である。 図中、１はカバーを、２はケースを、３は入出
力端子を、４はレーザ発振器を、５はレンズ系
を、そして６は封止部を表わす。
Claims (1)
- １ ケース及びそのカバーの少なくとも一方が珪
素を含む鋳造用アルミニウム合金からできており
かつそれらの部材がレーザ溶接により気密封止さ
れていることを特徴とするアルミニウムパツケー
ジ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57106149A JPS58223349A (ja) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | アルミニウムパツケ−ジ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57106149A JPS58223349A (ja) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | アルミニウムパツケ−ジ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58223349A JPS58223349A (ja) | 1983-12-24 |
| JPS6325501B2 true JPS6325501B2 (ja) | 1988-05-25 |
Family
ID=14426284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57106149A Granted JPS58223349A (ja) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | アルミニウムパツケ−ジ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58223349A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5519184A (en) * | 1994-05-20 | 1996-05-21 | Litton Systems, Inc. | Reusable laser welded hermetic enclosure and method |
| JP2010509881A (ja) * | 2006-11-13 | 2010-03-25 | ケーエムダブリュ・インコーポレーテッド | 無線周波数フィルター |
| JP7086773B2 (ja) * | 2018-07-25 | 2022-06-20 | 株式会社東芝 | 溶接方法、溶接物の製造方法、及び溶接物 |
| CN111014955B (zh) * | 2019-12-26 | 2021-08-17 | 中国科学院电子学研究所 | 一种适用于硅铝合金盒体气密性激光封焊的方法 |
-
1982
- 1982-06-22 JP JP57106149A patent/JPS58223349A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58223349A (ja) | 1983-12-24 |
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