JP2004111497A - マイクロ波集積回路装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外囲器2と封止部材3とを固着するための半田層を高融点のシール半田6と低融点のシール半田7との2層としたことにより、高融点のシール半田6の融点より低い温度で2層の半田を融着できるため、外囲器2内部のマイクロ波集積回路モジュール4への加熱によるストレスが軽減され、マイクロ波集積回路モジュール4の品質及び機械的な信頼性の低下を抑えると共に、半田封止層を厚くすることができ、外囲器2の封止の気密性を良好に保つ。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロ波集積回路装置の製造方法に係り、特にマイクロ波集積回路を内部に含む外囲器の封止に関する。
【0002】
【従来の技術】
マイクロ波集積回路を外囲器内に実装し封止したマイクロ波集積回路装置は、マイクロ波帯を利用する通信機器等に広く普及している。
【0003】
外囲器は、例えば金属製で上側が開口した箱形の形状をしており、その底面にはマイクロ波用の能動素子、受動素子、集積回路、伝送線路等が実装され、マイクロ波機能モジュールが構成されている。そして、外囲器の開口に蓋をするように封止部材を固着し外囲器を封止することにより、マイクロ波集積回路装置を形成している。
【0004】
従来のマイクロ波集積回路装置の構造の一例を図3に示す。図3(a)はマイクロ波集積回路装置11の封止部材を外した状態を示す分解斜視図であり、図3(b)は(a)に示すマイクロ波集積回路装置11のA−Aに沿った断面図である。
【0005】
図3において、外囲器12は例えば銅製で、縦3cm、横2cm、高さ2cm程度の、上面が開口した箱形形状をしており、その側壁面には他の装置との信号授受のための端子15a及び15bが設置されている。外囲器12の底面にはマイクロ波素子14a等からなる機能モジュール14が取り付けられている。この機能モジュール14は、ボンディングワイヤ等による配線17a及び17bで端子15a及び15bに接続されている。封止部材13は、外囲器12と同じ材質で、外囲器12の開口面を覆うように、半田16により固着されている。
【0006】
このマイクロ波集積回路装置11を製造するには、従来、以下に記述する方法によっていた。すなわち、まず外囲器12の内部にマイクロ波素子14a等を金・錫(Au・Sn)半田を用いて実装し、それら素子間を相互接続してマイクロ波機能モジュール14を形成した上で、端子15a及び15bとの間に配線17a及び17bを施す。次に、外囲器12の開口した面の周縁部全周に金・錫のシール半田16を接着する。更に、外囲器12の開口した面の上方から、この面を覆うように封止部材13を載せ、封止部材13をシール半田16と接触させる。このような状態で、外囲器12を加熱してシール半田16を溶融し、冷却することにより、外囲器12と封止部材13とを固着させて封止し、マイクロ波集積回路装置11を形成していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した方法では加熱の際に外囲器12及び封止部材13が、少なくともシール半田16の融点以上となるように加熱する必要がある。シール半田16の融点は、例えばマイクロ波帯で安定した特性を持つ金・錫半田では約摂氏320度である。このため、外囲器12内部の機能モジュール14にも加熱によるストレスがかかり、マイクロ波素子自体の特性に影響を与えたり、あるいは封止後のマイクロ波素子の取付けやワイヤボンディング接続等の機械的な信頼性が低下して、マイクロ波集積回路装置11の品質及び信頼性を低下させる要因となっていた。
【0008】
また、加熱により外囲器12及び封止部材13が変形してシール半田16がそれらの接触部分に十分に行き届かないために、固着面の全周にわたって完全な封止ができず、封止後の気密性を十分に保つことができなかった。
【0009】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、加熱によるマイクロ波素子へのストレスの影響を減らすと共に、外囲器内部に固定したマイクロ波素子等の機械的な信頼性を確保した、気密性の良好なマイクロ波集積回路装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のマイクロ波集積回路装置の製造方法は、開口を有する外囲器の内部にマイクロ波集積回路を実装する工程と、前記外囲器の開口の周縁部に沿って第1のシール半田を接着する工程と、前記外囲器の開口を封止するための封止部材に、前記第1のシール半田とほぼ同一形状に、前記第1のシール半田より融点の高い第2のシール半田を接着する工程と、前記封止部材を前記外囲器に被せて前記第1のシール半田と前記第2のシール半田とを密着させる工程と、前記第1のシール半田と前記第2のシール半田とを融着する工程とを具備することを特徴とする。
【0011】
本発明のマイクロ波集積回路装置の製造方法によれば、外囲器内にマイクロ波集積回路を固定後に、この外囲器に第1のシール半田を接着し、その後、第1のシール半田より融点の高い第2のシール半田を接着した封止部材を外囲器に固着させているので、外囲器内部に固定したマイクロ波集積回路等の品質及び信頼性を確保し、外囲器の封止による気密性を良好に保つことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係るマイクロ波集積回路装置の製造方法の実施の形態について、図1及び図2を参照して説明する。
【0013】
図1は本発明に係るマイクロ波集積回路装置の製造方法の実施の形態を工程順に示す断面図である。この実施の形態は、接続用端子を取り付けた箱形の金属外囲器内にマイクロ波集積回路を封止したマイクロ波集積回路装置の製造に適用した例である。
【0014】
<工程1>
先ず、図1(a)に示すように、開口2aを有する外囲器2の側壁には、他の装置との信号授受用の端子5a及び5bが、貫通するように取り付けられている。外囲器2の底部にマイクロ波モノリシックICやチップ型のトランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ等のマイクロ波素子4aを実装し、伝送線路やボンディングワイヤ等により素子相互間に所望の接続をしてマイクロ波集積回路モジュール4を形成する。更に、端子5a及び5bとマイクロ波集積回路モジュール4との間に、配線8a及び8bを施す。
【0015】
外囲器2は、本実施の形態においては銅系の金属材料からなる箱形の形状で、大きさは縦3cm、横2cm、高さ2cm程度とし、最も広い面積を持つ面を開口させた構造とし、周縁部2bを有している。
【0016】
この工程により、所望する機能を備えたモジュールであるマイクロ波集積回路モジュール4を外囲器2内に収納して固定することができる。
【0017】
<工程2>
次に、図1(b)に示すように、外囲器2の開口の周縁部2bの全周に、第1のシール半田として低融点のシール半田7を接着する。
【0018】
低融点のシール半田7は、本実施の形態においては融点が約摂氏185度の鉛・錫半田である。
【0019】
この工程により、封止に必要な2層の半田層の1層を得ることができる。
【0020】
<工程3>
次に、図1(c)に示すように、蓋となる封止部材3の外囲器2に固着させる面に、第2のシール半田として高融点のシール半田6を接着する。
【0021】
封止部材3は、本実施の形態においては、外囲器2の側周と同一の形状及び大きさの方形の平板であり、外囲器2と同一の材質である。また、高融点のシール半田6は、本実施の形態においては融点が約摂氏320度の金・錫半田であり、外囲器2の開口の周縁部2bに対向する封止部材3の部分に接着されて、その周縁部2bとほぼ同一形状である。
【0022】
図2は、この工程におけるマイクロ波集積回路装置1の状態を示す分解斜視図である。この図は、壁面に端子5a及び5bが設置された外囲器2内にマイクロ波集積回路4モジュールを収納して固定し、この外囲器2の開口2aの周縁部2bの全周に低融点のシール半田7を接着し、更に、封止部材3に高融点のシール半田6を接着した状態を示している。
【0023】
この工程により、封止に必要な2層の半田層の残り1層を得ることができる。
【0024】
<工程4>
次に、図1(d)に示すように、封止部材3を外囲器2の開口2aの上方から被せて、高融点のシール半田6と低融点のシール半田7を密着させる。
【0025】
この工程により、2層のシール半田、すなわち高融点のシール半田6及び低融点のシール半田7を挟んで外囲器2の開口2aに封止部材3を密着させることができる。
【0026】
<工程5>
次に、図1(e)に示すように、外囲器2側からヒータ等によりシール半田6の融点より低い温度で加熱することにより、シール半田6を低融点のシール半田7側から溶融し、封止部材3を外囲器2の周縁部2bに固着させる。
【0027】
この工程により、封止部分の半田層を2層として厚みを持たせた構造で外囲器2を封止部材3で封止することができ、所望のマイクロ波集積回路装置1を得ることができる。
【0028】
以上説明したように、本発明の実施の形態のマイクロ波集積回路装置の製造方法によれば、封止のための半田層を高融点のシール半田6及び低融点のシール半田7の2層とし、更に低融点のシール半田7を外囲器2側に、また高融点のシール半田6を封止部材3側にそれぞれ接着している。これにより、外囲器2と封止部材3とを固着するために外囲器2を加熱する際には、高融点のシール半田6の融点より低い温度で2層の半田層6、7を共晶化により融着することができる。
【0029】
本実施の形態における金・錫半田と鉛・錫半田との組み合わせにおいては、それぞれの融点が約摂氏320度及び摂氏185度であるのに対し、加熱温度は約摂氏260度に留めることができる。従って、外囲器2を加熱することにより発生する外囲器2内部の特にマイクロ波集積回路モジュール4への熱的なストレスを軽減することができ、外囲器2の封止後におけるマイクロ波集積回路モジュール4を構成するマイクロ波素子の取付及び素子相互間の接続の機械的な信頼性の低下を抑えることができる。
【0030】
また、高融点のシール半田6と低融点のシール半田7との2層の半田で外囲器2を封止することにより、封止部分の全体としての半田層を厚くすることができる。従って、加熱により比較的変形が起こりやすい大型の外囲器を封止する場合においても封止のための半田層が確実に形成され、外囲器2と封止部材3との封止の気密性を良好に保つことができる。
【0031】
なお、本実施の形態においては、外囲器2の開口2aの周縁部2bの全周に低融点のシール半田7を接着する工程(工程2)を、封止部材3に高融点のシール半田6を接着する工程(工程3)に先行させているが、これを入れ替えて工程3を工程2に先行させても、同様の効果を得ることができる。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、加熱によるマイクロ波素子へのストレスの影響を減らすと共に、外囲器内部に固定したマイクロ波素子等の機械的な信頼性を確保した、気密性の良好なマイクロ波集積回路装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るマイクロ波集積回路装置の製造方法の実施の形態を工程順に示す断面図。
【図2】図1の<工程3>におけるマイクロ波集積回路装置の状態を示す分解斜視図。
【図3】従来のマイクロ波集積回路装置の構造の一例を示す分解斜視図及び断面図。
【符号の説明】
1…マイクロ波集積回路装置
2…外囲器
2a…開口
2b…周縁部
3…封止部材
4…マイクロ波集積回路モジュール
4a…マイクロ波素子
5a、5b…端子
6…高融点のシール半田
7…低融点のシール半田
8a、8b…配線
Claims (1)
- 開口を有する外囲器の内部にマイクロ波集積回路を実装する工程と、
前記外囲器の開口の周縁部に沿って第1のシール半田を接着する工程と、
前記外囲器の開口を封止するための封止部材に、前記第1のシール半田とほぼ同一形状に、前記第1のシール半田より融点の高い第2のシール半田を接着する工程と、
前記封止部材を前記外囲器に被せて前記第1のシール半田と前記第2のシール半田とを密着させる工程と、
前記第1のシール半田と前記第2のシール半田とを融着する工程と
を具備することを特徴とするマイクロ波集積回路装置の製造方法。
Priority Applications (1)
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JP2002269437A JP2004111497A (ja) | 2002-09-17 | 2002-09-17 | マイクロ波集積回路装置の製造方法 |
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JP2004111497A true JP2004111497A (ja) | 2004-04-08 |
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JP2002269437A Abandoned JP2004111497A (ja) | 2002-09-17 | 2002-09-17 | マイクロ波集積回路装置の製造方法 |
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2002
- 2002-09-17 JP JP2002269437A patent/JP2004111497A/ja not_active Abandoned
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