JP3108622B2 - ろう付け方法 - Google Patents
ろう付け方法Info
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- JP3108622B2 JP3108622B2 JP08018482A JP1848296A JP3108622B2 JP 3108622 B2 JP3108622 B2 JP 3108622B2 JP 08018482 A JP08018482 A JP 08018482A JP 1848296 A JP1848296 A JP 1848296A JP 3108622 B2 JP3108622 B2 JP 3108622B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光半導体パッケー
ジの組立て等における微細な箇所のろう付けに適した、
所要箇所のみを的確にろう付けできるろう付け方法に関
する。
ジの組立て等における微細な箇所のろう付けに適した、
所要箇所のみを的確にろう付けできるろう付け方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ろう材を用いて部品を接合するときに、
溶融ろうが毛細管現象により接合箇所以外の箇所に流出
する場合がある。ろう材が流出すると、接合箇所のろう
材不足、外観不良、ろう付け部分の気密性不良等の種々
の不具合が生じる。このことを光半導体パッケージでの
場合を例にとり具体的に説明する。光半導体パッケージ
は、図３に示すように、外枠15内の中央部分に光半導体
チップ（図示せず）を収納し、前記光半導体チップから
のレーザー光を、筐体18に設けた窓から採り出し、筒体
19の先に取り付ける光ファイバー（図示せず）により伝
送する。図で40は外部と電気接続するリードピンであ
る。前記光透過用窓14の周縁には窓材が、光半導体パッ
ケージ10内の半導体チップを保護する為に気密にろう付
けされる。筐体18の側壁11の窓材16を接合する部分に
は、窓材16を収める為の窪み（ザグリ）12が形成されて
おり、窓14はＵ字状窪み12の半円側に、前記半円部分と
同心状に設けられている。前記窪みがＵ字状に形成され
る理由は、筐体18を金属射出成形（ＭＩＭ）法により作
製する場合に、窪み形成用型を、射出成形後抜き出せる
ようにする為である。
溶融ろうが毛細管現象により接合箇所以外の箇所に流出
する場合がある。ろう材が流出すると、接合箇所のろう
材不足、外観不良、ろう付け部分の気密性不良等の種々
の不具合が生じる。このことを光半導体パッケージでの
場合を例にとり具体的に説明する。光半導体パッケージ
は、図３に示すように、外枠15内の中央部分に光半導体
チップ（図示せず）を収納し、前記光半導体チップから
のレーザー光を、筐体18に設けた窓から採り出し、筒体
19の先に取り付ける光ファイバー（図示せず）により伝
送する。図で40は外部と電気接続するリードピンであ
る。前記光透過用窓14の周縁には窓材が、光半導体パッ
ケージ10内の半導体チップを保護する為に気密にろう付
けされる。筐体18の側壁11の窓材16を接合する部分に
は、窓材16を収める為の窪み（ザグリ）12が形成されて
おり、窓14はＵ字状窪み12の半円側に、前記半円部分と
同心状に設けられている。前記窪みがＵ字状に形成され
る理由は、筐体18を金属射出成形（ＭＩＭ）法により作
製する場合に、窪み形成用型を、射出成形後抜き出せる
ようにする為である。
【０００３】尚、光半導体パッケージは次のようにして
作製される。先ず、窓材を除く部品を銀ろうによりろう
付けして箱状に組立て、次に全面にＮｉを 2〜5 μm 下
地めっきし、その上にＡｕを 1.5μm 以上めっきする。
筒体19の先に光ファイバをＹＡＧ溶接するが、溶接が確
実にできるよう溶接箇所のめっき層は研削等により取り
除く。窓材をろう付け後、光半導体チップを組込み、外
枠に蓋（図示せず）を気密に装着する。
作製される。先ず、窓材を除く部品を銀ろうによりろう
付けして箱状に組立て、次に全面にＮｉを 2〜5 μm 下
地めっきし、その上にＡｕを 1.5μm 以上めっきする。
筒体19の先に光ファイバをＹＡＧ溶接するが、溶接が確
実にできるよう溶接箇所のめっき層は研削等により取り
除く。窓材をろう付け後、光半導体チップを組込み、外
枠に蓋（図示せず）を気密に装着する。
【０００４】次に、窓材のろう付け方法を図４イ、ロを
参照して具体的に説明する。図４イは光半導体パッケー
ジのＵ字状窪み部分の平面図、図４ロは同縦断面図であ
る。光半導体パッケージを、その筐体18のＵ字状窪み12
が上になるよう配置し、光透過用窓14の周縁に、ドーナ
ツ状のろう材30を載せ、その上に窓材16を、半円側の壁
面13に当接させて載置する。次いで、全体を加熱してろ
う材30を溶かし、窓材16を光透過用窓14の周縁にろう付
けする。
参照して具体的に説明する。図４イは光半導体パッケー
ジのＵ字状窪み部分の平面図、図４ロは同縦断面図であ
る。光半導体パッケージを、その筐体18のＵ字状窪み12
が上になるよう配置し、光透過用窓14の周縁に、ドーナ
ツ状のろう材30を載せ、その上に窓材16を、半円側の壁
面13に当接させて載置する。次いで、全体を加熱してろ
う材30を溶かし、窓材16を光透過用窓14の周縁にろう付
けする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、Ｕ字状窪み
12の半円側の壁面13と窓材16との間には、図４イに示す
ように、僅かな間隙部分17が生じ、ろう付け時に溶融ろ
うが毛細管現象により前記僅かな間隙部分17に流出す
る。
12の半円側の壁面13と窓材16との間には、図４イに示す
ように、僅かな間隙部分17が生じ、ろう付け時に溶融ろ
うが毛細管現象により前記僅かな間隙部分17に流出す
る。
【０００６】その結果、ろう材30は毛細管現象が起きた
Ｕ字状窪み12の半円側に流れて、半円側と反対側のろう
材30が不足して、図５に示すように、窓材16が傾斜して
ろう付けされ、接合強度不足や外観不良を招き、気密性
が要求される場合はリーク不良を起こした。この為、窓
材封止工程の歩留りは90〜95％が限界であった。これら
問題の改善策として、Ｕ字状窪みの壁面を酸化させてろ
う材の濡れ性を悪くする（例えば特開昭62−282771号公
報）、又は前記壁面と窓材との間隔を毛細管現象が起き
ない間隔に広げる等の方法が提案された。しかし、前者
は壁面酸化という面倒な工程を要し、後者は窓にろう材
と窓材とを高精度に配して組立てるのに長時間を要し、
又作業者により組立て精度に差が生じ、更に組立て後ろ
う付けまでの間に部品がずれ易い等の問題があった。後
者での窓材のろう付け工程における歩留まりは90〜97％
と広い範囲で変動し安定しなかった。本発明は、毛細管
現象によるろう材の流出を容易に防止できるろう付け方
法の提供を目的とする。
Ｕ字状窪み12の半円側に流れて、半円側と反対側のろう
材30が不足して、図５に示すように、窓材16が傾斜して
ろう付けされ、接合強度不足や外観不良を招き、気密性
が要求される場合はリーク不良を起こした。この為、窓
材封止工程の歩留りは90〜95％が限界であった。これら
問題の改善策として、Ｕ字状窪みの壁面を酸化させてろ
う材の濡れ性を悪くする（例えば特開昭62−282771号公
報）、又は前記壁面と窓材との間隔を毛細管現象が起き
ない間隔に広げる等の方法が提案された。しかし、前者
は壁面酸化という面倒な工程を要し、後者は窓にろう材
と窓材とを高精度に配して組立てるのに長時間を要し、
又作業者により組立て精度に差が生じ、更に組立て後ろ
う付けまでの間に部品がずれ易い等の問題があった。後
者での窓材のろう付け工程における歩留まりは90〜97％
と広い範囲で変動し安定しなかった。本発明は、毛細管
現象によるろう材の流出を容易に防止できるろう付け方
法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体パッケ
ージのＵ字状窪みの半円側に、前記半円部分と同心状に
設けられている光透過用窓の周縁に窓材をろう付けする
に際し、Ｕ字状窪みの半円側の壁面と窓材の側面との間
で、かつ該窓材の周縁にリング状の濡れ防止治具を配し
てろう付けすることを特徴とするろう付け方法である。
ージのＵ字状窪みの半円側に、前記半円部分と同心状に
設けられている光透過用窓の周縁に窓材をろう付けする
に際し、Ｕ字状窪みの半円側の壁面と窓材の側面との間
で、かつ該窓材の周縁にリング状の濡れ防止治具を配し
てろう付けすることを特徴とするろう付け方法である。
【０００８】本発明は、ろう接合部近傍の間隙に濡れ防
止治具を配置して、ろう材の毛細管現象による流出を抑
制するので、壁面酸化という面倒な工程を要さず、又ろ
う付け不良も起き難い。濡れ防止治具は、ろう材との濡
れ性が悪い為、ろう付け後、容易に除去できる。従っ
て、ろう付け作業性が阻害されず、又濡れ防止治具は何
度も繰り返し使用できコスト的にも有利である。
止治具を配置して、ろう材の毛細管現象による流出を抑
制するので、壁面酸化という面倒な工程を要さず、又ろ
う付け不良も起き難い。濡れ防止治具は、ろう材との濡
れ性が悪い為、ろう付け後、容易に除去できる。従っ
て、ろう付け作業性が阻害されず、又濡れ防止治具は何
度も繰り返し使用できコスト的にも有利である。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明において、濡れ防止治具を
配置する箇所は、ろう材が毛細管現象により流出する箇
所である。ぬれ防止治具には、ろう材との濡れ性の悪い
物質が用いられる。ろう材がＡｕ−Ｓｎ系合金の場合
は、ＳＵＳ-304等のステンレス鋼が好適である。ろう材
と濡れ性の良い物質でも、ろう材とのぬれ性が悪くなる
表面処理を施しておけば、使用できる。
配置する箇所は、ろう材が毛細管現象により流出する箇
所である。ぬれ防止治具には、ろう材との濡れ性の悪い
物質が用いられる。ろう材がＡｕ−Ｓｎ系合金の場合
は、ＳＵＳ-304等のステンレス鋼が好適である。ろう材
と濡れ性の良い物質でも、ろう材とのぬれ性が悪くなる
表面処理を施しておけば、使用できる。
【００１０】以下に本発明を図を参照して具体的に説明
する。図１イ、ロは本発明のろう付け方法の態様を示す
それぞれ平面図及び側面図である。筐体18の側壁11に設
けたＵ字状窪み12の半円側に位置する光透過用窓14の周
縁に、リング状のＳＵＳ-304製の濡れ防止治具20を配
し、次いで濡れ防止治具20の中にドーナツ状のＡｕ−20
wt％Ｓｎ合金のろう材30を配し、更にその上に窓材16を
配する。ここで、ろう材30と窓材16の中心が、光透過用
窓14の軸と一致するように、濡れ防止治具20の形状、寸
法を決定する。次に、これを所定温度に加熱してろう材
30を溶かして、窓材16を窓14の周縁にろう付けする。
する。図１イ、ロは本発明のろう付け方法の態様を示す
それぞれ平面図及び側面図である。筐体18の側壁11に設
けたＵ字状窪み12の半円側に位置する光透過用窓14の周
縁に、リング状のＳＵＳ-304製の濡れ防止治具20を配
し、次いで濡れ防止治具20の中にドーナツ状のＡｕ−20
wt％Ｓｎ合金のろう材30を配し、更にその上に窓材16を
配する。ここで、ろう材30と窓材16の中心が、光透過用
窓14の軸と一致するように、濡れ防止治具20の形状、寸
法を決定する。次に、これを所定温度に加熱してろう材
30を溶かして、窓材16を窓14の周縁にろう付けする。
【００１１】前記Ｕ字状窪み12は深さが 0.4mm、半円部
分の内径が 3.8mm、光透過用窓14は断面円形の孔で、内
径が 2.6mmである。濡れ防止治具20は外径 3.7mm、内径
3.5mm、厚さ 0.1mm、高さ１mmのリング状体、ろう材は
外径 3.5mm、内径 2.5mm、厚さ0.05mmのドーナツ状体、
窓材16は外径 3.5mm、厚さ 0.3mmのサファイア製円板体
である。窓材16のろう付け面（直径 2.5mmの同心円より
外側）には、ろう付け性を高める為、Cr(0.1μm)、Ni
(0.5μm)、Au(2〜3 μm)が順にコートされている。窓材
16の光の透過部分には特定の波長に作用する無反射コー
トが施されている。
分の内径が 3.8mm、光透過用窓14は断面円形の孔で、内
径が 2.6mmである。濡れ防止治具20は外径 3.7mm、内径
3.5mm、厚さ 0.1mm、高さ１mmのリング状体、ろう材は
外径 3.5mm、内径 2.5mm、厚さ0.05mmのドーナツ状体、
窓材16は外径 3.5mm、厚さ 0.3mmのサファイア製円板体
である。窓材16のろう付け面（直径 2.5mmの同心円より
外側）には、ろう付け性を高める為、Cr(0.1μm)、Ni
(0.5μm)、Au(2〜3 μm)が順にコートされている。窓材
16の光の透過部分には特定の波長に作用する無反射コー
トが施されている。
【００１２】図２はろう付け後の状態を示す縦断面図で
ある。濡れ防止治具20は、ろう材30との濡れ性の悪いＳ
ＵＳ-304で形成されているので、ろう材の一部が濡れ防
止治具に接触しても、溶融したろう材30が毛細管現象を
起こして濡れ防止治具20と窓材16との僅かな間隙部分17
に流出するようなことはなかった。濡れ防止治具20を配
することにより、ろう材30と窓材16の配置が、精度良く
且つ容易に行えた。濡れ防止治具20は、ろう付け後、容
易に取り外すことができた。又濡れ防止治具20は何度で
も繰り返し使用できた。
ある。濡れ防止治具20は、ろう材30との濡れ性の悪いＳ
ＵＳ-304で形成されているので、ろう材の一部が濡れ防
止治具に接触しても、溶融したろう材30が毛細管現象を
起こして濡れ防止治具20と窓材16との僅かな間隙部分17
に流出するようなことはなかった。濡れ防止治具20を配
することにより、ろう材30と窓材16の配置が、精度良く
且つ容易に行えた。濡れ防止治具20は、ろう付け後、容
易に取り外すことができた。又濡れ防止治具20は何度で
も繰り返し使用できた。
【００１３】本発明方法により、窓材をろう付けしたと
ころ、良品率は安定して97％以上となり、従来の良品率
90〜95％を大幅に改善できた。以上、光半導体パッケー
ジの窓材をろう付けする場合について説明したが、本発
明は、他の、溶融ろうが毛細管現象により流出するよう
な微細な箇所のろう付けに応用しても同様の効果が得ら
れるものである。
ころ、良品率は安定して97％以上となり、従来の良品率
90〜95％を大幅に改善できた。以上、光半導体パッケー
ジの窓材をろう付けする場合について説明したが、本発
明は、他の、溶融ろうが毛細管現象により流出するよう
な微細な箇所のろう付けに応用しても同様の効果が得ら
れるものである。
【００１４】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
ろう接合部近傍の間隙に濡れ防止治具を配置するという
簡単な作業でろう材の流出を防止できる。又濡れ防止治
具はろう材との濡れ性が悪いのでろう付け後容易に除去
でき、ろう付け作業性が阻害されることがない。又濡れ
防止治具は何度も繰り返し使用できるので経済的であ
る。依って、工業上顕著な効果を奏する。
ろう接合部近傍の間隙に濡れ防止治具を配置するという
簡単な作業でろう材の流出を防止できる。又濡れ防止治
具はろう材との濡れ性が悪いのでろう付け後容易に除去
でき、ろう付け作業性が阻害されることがない。又濡れ
防止治具は何度も繰り返し使用できるので経済的であ
る。依って、工業上顕著な効果を奏する。
【図１】本発明方法の態様を示す窓近辺の平面図（図
イ）と縦断面図（図ロ）である。
イ）と縦断面図（図ロ）である。
【図２】本発明方法でのろう付け後の状態の態様を示す
窓近辺の縦断面図である。
窓近辺の縦断面図である。
【図３】光半導体パッケージの斜視図である。
【図４】従来法の窓近辺の平面図（図イ）と縦断面図
（図ロ）である。
（図ロ）である。
【図５】従来法でのろう付け後の状態を示す窓近辺の縦
断面図である。
断面図である。
10……光半導体パッケージ 11……側壁 12……Ｕ字状窪み 13……Ｕ字状窪みの半円側の壁面 14……光透過用窓 15……外枠 16……窓材 17……僅かな間隙部分 18……半導体チップを収納した筐体 19……筒体 20……濡れ防止治具 30……ろう材 40……リードピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−1709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−175878（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−343448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−84166（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−39373（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−10364（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 1/14
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体パッケージのＵ字状窪みの半円側
に、前記半円部分と同心状に設けられている光透過用窓
の周縁に窓材をろう付けするに際し、Ｕ字状窪みの半円
側の壁面と窓材の側面との間で、かつ該窓材の周縁にリ
ング状の濡れ防止治具を配してろう付けすることを特徴
とするろう付け方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08018482A JP3108622B2 (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | ろう付け方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08018482A JP3108622B2 (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | ろう付け方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09206928A JPH09206928A (ja) | 1997-08-12 |
| JP3108622B2 true JP3108622B2 (ja) | 2000-11-13 |
Family
ID=11972864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08018482A Expired - Fee Related JP3108622B2 (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | ろう付け方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3108622B2 (ja) |
-
1996
- 1996-02-05 JP JP08018482A patent/JP3108622B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09206928A (ja) | 1997-08-12 |
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