JPH0563416A - マイクロ波モジユールの製造方法 - Google Patents
マイクロ波モジユールの製造方法Info
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- JPH0563416A JPH0563416A JP24697491A JP24697491A JPH0563416A JP H0563416 A JPH0563416 A JP H0563416A JP 24697491 A JP24697491 A JP 24697491A JP 24697491 A JP24697491 A JP 24697491A JP H0563416 A JPH0563416 A JP H0563416A
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- microwave
- module
- case
- microwave module
- package
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 モジュールの軽量化を図る。
【構成】 マイクロ波半導体素子５のパッケージ４への
固着、またパッケージ４及びマイクロ波誘電体回路基板
３のモジュールケース１への固着に、硬化後において弾
性率１５〜３０kg／mm2、伸度３〜１０％、熱伝導率７
×１０-3〜１５×１０-3cal／cm.sec.℃、比熱抵抗１.
０×１０-4〜３.０×１０-4Ωcm、硬化前金属粉含有率
７７〜８３％の特性を有する導電ペースト７を用いた。 【効果】 導電ペーストが熱応力を吸収するため、マイ
クロ波モジュールのケース材料としてＡｌを用いること
ができ、モジュールの軽量化が図れる。
固着、またパッケージ４及びマイクロ波誘電体回路基板
３のモジュールケース１への固着に、硬化後において弾
性率１５〜３０kg／mm2、伸度３〜１０％、熱伝導率７
×１０-3〜１５×１０-3cal／cm.sec.℃、比熱抵抗１.
０×１０-4〜３.０×１０-4Ωcm、硬化前金属粉含有率
７７〜８３％の特性を有する導電ペースト７を用いた。 【効果】 導電ペーストが熱応力を吸収するため、マイ
クロ波モジュールのケース材料としてＡｌを用いること
ができ、モジュールの軽量化が図れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、通信機器、レーダ機
器などに用いられるマイクロ波モジュールの製造方法に
関するものである。
器などに用いられるマイクロ波モジュールの製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の製造方法にて製造されたマイクロ
波モジュールの断面図を図４に示す。図において、９は
コバール製のモジュールケース、２はＲＦコネクタ、３
はアルミナセラミック回路基板、４はＲＦセラミックパ
ッケージ、５はパッケージ内に実装されたＧａＡｓマイ
クロ波半導体素子、６は半導体素子とパッケージ、パッ
ケージと回路基板とを接続するＡｕワイヤ、１０はパッ
ケージ内にマイクロ波半導体素子を固着するＡｕＳｎ共
晶半田、１１はパッケージ４、回路基板３をケース９内
に固着するＩｎ系半田である。
波モジュールの断面図を図４に示す。図において、９は
コバール製のモジュールケース、２はＲＦコネクタ、３
はアルミナセラミック回路基板、４はＲＦセラミックパ
ッケージ、５はパッケージ内に実装されたＧａＡｓマイ
クロ波半導体素子、６は半導体素子とパッケージ、パッ
ケージと回路基板とを接続するＡｕワイヤ、１０はパッ
ケージ内にマイクロ波半導体素子を固着するＡｕＳｎ共
晶半田、１１はパッケージ４、回路基板３をケース９内
に固着するＩｎ系半田である。
【０００３】従来の製造方法では、固着を行なうのに、
ＡｕＳｎ共晶半田、Ｉｎ系半田を用いているが、これら
の半田は、マイクロ波モジュールを構成する部品材料の
熱膨張率差によって生ずる熱応力を吸収する機能は有し
ていない。このため、マイクロ波半導体素子であるＧａ
Ａｓの熱膨張率、マイクロ波回路基板であるアルミナセ
ラミック基板の熱膨張率と整合がとれたＦｅ−Ｎｉ系の
コバールをマイクロ波モジュールのケース材料として用
いなければならなかった。
ＡｕＳｎ共晶半田、Ｉｎ系半田を用いているが、これら
の半田は、マイクロ波モジュールを構成する部品材料の
熱膨張率差によって生ずる熱応力を吸収する機能は有し
ていない。このため、マイクロ波半導体素子であるＧａ
Ａｓの熱膨張率、マイクロ波回路基板であるアルミナセ
ラミック基板の熱膨張率と整合がとれたＦｅ−Ｎｉ系の
コバールをマイクロ波モジュールのケース材料として用
いなければならなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところでコバールの密
度は約８.２ｇ／cm3であるので、マイクロ波モジュール
の重量は重くなり、軽量化できない問題があり、また熱
伝導率が１６Ｗ／mＫと低いので、充分な放熱効果が期
待できず、発熱するマイクロ波モジュールには適用でき
ないなどの問題点があった。
度は約８.２ｇ／cm3であるので、マイクロ波モジュール
の重量は重くなり、軽量化できない問題があり、また熱
伝導率が１６Ｗ／mＫと低いので、充分な放熱効果が期
待できず、発熱するマイクロ波モジュールには適用でき
ないなどの問題点があった。
【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、半導体素子、パッケージ、マイ
クロ波誘電体回路基板と熱膨張率差が大きいケース材料
を用いることができるマイクロ波モジュールを得ること
を目的とする。
ためになされたもので、半導体素子、パッケージ、マイ
クロ波誘電体回路基板と熱膨張率差が大きいケース材料
を用いることができるマイクロ波モジュールを得ること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係るマイクロ
波モジュールの製造方法は、マイクロ波半導体素子のパ
ッケージへの固着、またパッケージ、及びマイクロ波誘
電体回路基板のモジュールケースへの固着に、硬化後に
おいて弾性率１５〜３０kg／mm2、伸度３〜１０％、熱
伝導率７×１０-3〜１５×１０-3cal／cm.sec.℃、比熱
抵抗１.０×１０-4〜３.０×１０-4Ω．cm、硬化前金属
粉含有量７７〜８３％の特性を有する導電ペースト、ま
たは上記ペーストで、導電機能がＡｇ粉末、Ａｕ粉末、
Ｃｕ粉末、Ｎｉ粉末のいずれかであり、金属粉厚０.１
〜０.３μm、金属粉長２.０〜２０μmの鱗片状にしたも
のを用いたものである。
波モジュールの製造方法は、マイクロ波半導体素子のパ
ッケージへの固着、またパッケージ、及びマイクロ波誘
電体回路基板のモジュールケースへの固着に、硬化後に
おいて弾性率１５〜３０kg／mm2、伸度３〜１０％、熱
伝導率７×１０-3〜１５×１０-3cal／cm.sec.℃、比熱
抵抗１.０×１０-4〜３.０×１０-4Ω．cm、硬化前金属
粉含有量７７〜８３％の特性を有する導電ペースト、ま
たは上記ペーストで、導電機能がＡｇ粉末、Ａｕ粉末、
Ｃｕ粉末、Ｎｉ粉末のいずれかであり、金属粉厚０.１
〜０.３μm、金属粉長２.０〜２０μmの鱗片状にしたも
のを用いたものである。
【０００７】
【作用】この発明における導電ペーストは、マイクロ波
モジュールを構成する部品材料の熱膨張率差によって生
じる熱応力を固着層である導電ペーストによって吸収さ
せるものである。
モジュールを構成する部品材料の熱膨張率差によって生
じる熱応力を固着層である導電ペーストによって吸収さ
せるものである。
【０００８】
【実施例】実施例１．以下、この発明の実施例を図につ
いて説明する。図１は実施例１により製造されたマイク
ロ波モジュールの断面図である。図１において、１はＡ
ｌ合金により形成されたモジュールケース、２はケース
両端に設けられたＲＦコネクタ、３はアルミナセラミッ
クにより形成されたマイクロ波回路基板、４はＲＦセラ
ミックパッケージ、５はＧａＡｓマイクロ波半導体素
子、６はＡｕワイヤ、７は導体ペーストである。
いて説明する。図１は実施例１により製造されたマイク
ロ波モジュールの断面図である。図１において、１はＡ
ｌ合金により形成されたモジュールケース、２はケース
両端に設けられたＲＦコネクタ、３はアルミナセラミッ
クにより形成されたマイクロ波回路基板、４はＲＦセラ
ミックパッケージ、５はＧａＡｓマイクロ波半導体素
子、６はＡｕワイヤ、７は導体ペーストである。
【０００９】次に上記構造のマイクロ波モジュールの製
造方法について説明する。まず第１段階として、パッケ
ージ４へディスペンス方法などにより固着に必要な面積
のみ、導電ペースト７を塗布し、次に、塗布した導電ペ
ースト部にマイクロ波半導体素子５をマウントし、熱硬
化により固着させ、Ａｕワイヤ６で必要部のみ接続させ
る。
造方法について説明する。まず第１段階として、パッケ
ージ４へディスペンス方法などにより固着に必要な面積
のみ、導電ペースト７を塗布し、次に、塗布した導電ペ
ースト部にマイクロ波半導体素子５をマウントし、熱硬
化により固着させ、Ａｕワイヤ６で必要部のみ接続させ
る。
【００１０】第２段階として、Ａｌ合金製のケース１に
ＲＦコネクタ２を取付けた後、第１段階と同様にケース
１内部に導電ペースト７を必要部のみ塗布し、塗布した
後、マイクロ波回路基板３、パッケージ４をマウント
し、熱硬化により固着させ、Ａｕワイヤ６により必要部
のみ接続する。
ＲＦコネクタ２を取付けた後、第１段階と同様にケース
１内部に導電ペースト７を必要部のみ塗布し、塗布した
後、マイクロ波回路基板３、パッケージ４をマウント
し、熱硬化により固着させ、Ａｕワイヤ６により必要部
のみ接続する。
【００１１】上記の構成、製造方法を用いることにより
以下の問題が解消される。第１段階におけるパッケージ
４へのマイクロ波半導体素子５の固着であるが、マイク
ロ波半導体素子５が脆弱なＧａＡｓで構成されており、
素子の大きさが７mm×８mm、厚さ０.１mmの場合、従来
のＡｕＳｎ共晶半田による固着では、ＡｕＳｎ共晶半田
が液相から固相へと移相する時に半田の熱収縮が生じ
て、素子にクラック、割れが発生した。しかし、固着に
導体ペースト７を用いれば、ペーストの硬化時に発生す
る収縮力は導体ペーストの弾性率が１５kg／mm2〜３０k
g／mm2であると吸収し、マイクロ波半導体素子５にクラ
ック、割れなどが生じなかった。
以下の問題が解消される。第１段階におけるパッケージ
４へのマイクロ波半導体素子５の固着であるが、マイク
ロ波半導体素子５が脆弱なＧａＡｓで構成されており、
素子の大きさが７mm×８mm、厚さ０.１mmの場合、従来
のＡｕＳｎ共晶半田による固着では、ＡｕＳｎ共晶半田
が液相から固相へと移相する時に半田の熱収縮が生じ
て、素子にクラック、割れが発生した。しかし、固着に
導体ペースト７を用いれば、ペーストの硬化時に発生す
る収縮力は導体ペーストの弾性率が１５kg／mm2〜３０k
g／mm2であると吸収し、マイクロ波半導体素子５にクラ
ック、割れなどが生じなかった。
【００１２】第２段階におけるＡｌ合金製モジュールケ
ース１へのアルミナセラミック回路基板３、セラミック
パッケージ４の固着であるが、Ａｌ合金の熱膨張率は約
２４×１０-6／℃、アルミナセラミック回路基板３、パ
ッケージ４の熱膨張率は約６〜７×１０-6／℃であり、
熱膨張率差は１７〜１８×１０-6／℃と非常に大きく、
熱応力も大きくなる。この様に大きな熱応力を吸収する
ために、固着の方法として導体ペーストを用いることが
提案されているが、上記の熱膨張率差による熱応力の場
合、弾性率が２００kg／mm2、伸度２％の導体ペースト
を用いても熱応力は吸収されずに導体ペーストにクラッ
クが発生し、アルミナセラミック基板３、セラミックパ
ッケージ４がＡｌ合金製ケース１より離脱してしまう。
この現象は、マイクロ波モジュールの信頼性確認の一項
目である温度範囲−５５℃、＋１２５℃の条件での熱衝
撃試験で２０サイクル〜５０サイクルで生じてくる。
ース１へのアルミナセラミック回路基板３、セラミック
パッケージ４の固着であるが、Ａｌ合金の熱膨張率は約
２４×１０-6／℃、アルミナセラミック回路基板３、パ
ッケージ４の熱膨張率は約６〜７×１０-6／℃であり、
熱膨張率差は１７〜１８×１０-6／℃と非常に大きく、
熱応力も大きくなる。この様に大きな熱応力を吸収する
ために、固着の方法として導体ペーストを用いることが
提案されているが、上記の熱膨張率差による熱応力の場
合、弾性率が２００kg／mm2、伸度２％の導体ペースト
を用いても熱応力は吸収されずに導体ペーストにクラッ
クが発生し、アルミナセラミック基板３、セラミックパ
ッケージ４がＡｌ合金製ケース１より離脱してしまう。
この現象は、マイクロ波モジュールの信頼性確認の一項
目である温度範囲−５５℃、＋１２５℃の条件での熱衝
撃試験で２０サイクル〜５０サイクルで生じてくる。
【００１３】熱膨張率差が１６〜１７×１０-6／℃によ
り生ずる熱応力を吸収するため、弾性率１５kg／mm2〜
３０kg／mm2、伸度３％〜１０％の導体ペーストを用い
て上記の条件と同様の熱衝撃試験評価を行なったが、５
００サイクル以上実施しても導体ペーストのクラック、
セラミック基板の離脱は生じなかった。よって熱応力
は、上記特性を有する導体ペーストにより吸収されてし
まう。
り生ずる熱応力を吸収するため、弾性率１５kg／mm2〜
３０kg／mm2、伸度３％〜１０％の導体ペーストを用い
て上記の条件と同様の熱衝撃試験評価を行なったが、５
００サイクル以上実施しても導体ペーストのクラック、
セラミック基板の離脱は生じなかった。よって熱応力
は、上記特性を有する導体ペーストにより吸収されてし
まう。
【００１４】導体ペーストを用いる場合の問題として放
熱特性がある。熱伝導率が７×１０-3〜１５×１０-3ca
l／cm.sec.℃の導体ペーストを用いたマイクロ波モジュ
ールのＲＦ特性は、Ｉｎ系半田で固着させたマイクロ波
モジュールのＲＦ特性の比較を行なっても、同様なマイ
クロ波出力、マイクロ波損失であった。マイクロ波特性
の温度試験を行なっても同様であった。しかし、熱伝導
率が２０×１０-3cal／cm.sec.℃の導体ペーストを用い
たマイクロ波モジュールの場合、Ｉｎ系半田で固着させ
たマイクロ波モジュールと比較すれば、マイクロ波出力
において同条件で約０.５ｄＢの低下となった。
熱特性がある。熱伝導率が７×１０-3〜１５×１０-3ca
l／cm.sec.℃の導体ペーストを用いたマイクロ波モジュ
ールのＲＦ特性は、Ｉｎ系半田で固着させたマイクロ波
モジュールのＲＦ特性の比較を行なっても、同様なマイ
クロ波出力、マイクロ波損失であった。マイクロ波特性
の温度試験を行なっても同様であった。しかし、熱伝導
率が２０×１０-3cal／cm.sec.℃の導体ペーストを用い
たマイクロ波モジュールの場合、Ｉｎ系半田で固着させ
たマイクロ波モジュールと比較すれば、マイクロ波出力
において同条件で約０.５ｄＢの低下となった。
【００１５】実施例２．また、上記実施例では、Ａｌ合
金製のケースへ、セラミックパッケージ、アルミナセラ
ミック回路基板の実装について説明したが、図２に示す
コネクタの固着についても同様の効果を奏する。Ａｌ合
金製ケース１にセラミック製コネクタ２をＩｎ系半田で
固着した場合、実施例１で説明したと同様に熱膨張率差
による熱応力によって半田材のクラックが生じ、またコ
ネクタの離脱が生じる。このため、コネクタの固着に対
して実施例１で使用したと同様の導電ペースト７を用い
れば、熱応力を吸収し上記の問題点が解決される。
金製のケースへ、セラミックパッケージ、アルミナセラ
ミック回路基板の実装について説明したが、図２に示す
コネクタの固着についても同様の効果を奏する。Ａｌ合
金製ケース１にセラミック製コネクタ２をＩｎ系半田で
固着した場合、実施例１で説明したと同様に熱膨張率差
による熱応力によって半田材のクラックが生じ、またコ
ネクタの離脱が生じる。このため、コネクタの固着に対
して実施例１で使用したと同様の導電ペースト７を用い
れば、熱応力を吸収し上記の問題点が解決される。
【００１６】実施例３．上記実施例では、マイクロ波モ
ジュールの製造の場合について説明したが、図３に示し
た表面弾性波素子の製造の場合についても同様な効果が
得られる。これは、表面弾性波素子の場合、ＬｉＮｂＯ
3基板８などの圧電体基板を用いており、熱膨張率は結
晶軸方向によって異なっているためにケース材料で熱膨
張率の整合をとることができないことによる。
ジュールの製造の場合について説明したが、図３に示し
た表面弾性波素子の製造の場合についても同様な効果が
得られる。これは、表面弾性波素子の場合、ＬｉＮｂＯ
3基板８などの圧電体基板を用いており、熱膨張率は結
晶軸方向によって異なっているためにケース材料で熱膨
張率の整合をとることができないことによる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、マイ
クロ波モジュールのケース材料としてＡｌを用いること
ができるので、モジュールが大幅に軽量化され、また材
料費、加工性などから安価なモジュールが得られる効果
がある。
クロ波モジュールのケース材料としてＡｌを用いること
ができるので、モジュールが大幅に軽量化され、また材
料費、加工性などから安価なモジュールが得られる効果
がある。
【図１】この発明の一実施例によるマイクロ波モジュー
ルを示す断面側面図である。
ルを示す断面側面図である。
【図２】この発明の他の実施例によるマイクロ波モジュ
ールを示す断面側面図である。
ールを示す断面側面図である。
【図３】この発明の他の実施例による表面弾性波素子を
示す断面側面図である。
示す断面側面図である。
【図４】従来の製造方法にて製造されたマイクロ波モジ
ュールを示す断面側面図である。
ュールを示す断面側面図である。
１ Ａｌ合金製モジュールケース ２ ＲＦコネクタ ３ マイクロ波回路基板 ４ ＲＦセラミックパッケージ ５ ＧａＡｓマイクロ波半導体素子 ６ Ａｕワイヤ ７ 導体ペースト ８ ＬｉＮｂＯ3基板
Claims (3)
- 【請求項１】 マイクロ波モジュールの製造において、
マイクロ波モジュールを構成するマイクロ波半導体素子
と、マイクロ波半導体素子を収容するパッケージとの固
着、また、上記パッケージとモジュールケースとの固
着、さらにまたマイクロ波回路を形成した誘電体基板と
モジュールケースとの固着に、硬化後において弾性率１
５〜３０kg／mm2、伸度３〜１０％、熱伝導率７×１０
-3 〜１５×１０-3cal／cm.sec.℃、比抵抗１.０×１０
-4〜３.０×１０-4Ωcm、硬化前金属粉含有量７７〜８
３％の特性を有する導電ペーストを用いることを特徴と
するマイクロ波モジュールの製造方法。 - 【請求項２】 ペーストの導電機能が、Ａｇ粉末、Ａｕ
粉末、Ｃｕ粉末、Ｎｉ粉末のいずれかであり、金属粉厚
０.１μm〜０.３μm、金属粉長２.０μm〜２０μmの鱗
片状としたことを特徴とする請求項１記載のマイクロ波
モジュールの製造方法。 - 【請求項３】 マイクロ波モジュールのケース材料がＡ
ｌまたはＡｌ合金であることを特徴とする請求項１、ま
たは請求項２記載のマイクロ波モジュールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24697491A JPH0563416A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | マイクロ波モジユールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24697491A JPH0563416A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | マイクロ波モジユールの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0563416A true JPH0563416A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=17156495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24697491A Pending JPH0563416A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | マイクロ波モジユールの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0563416A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006344582A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-12-21 | E I Du Pont De Nemours & Co | マイクロ波用途におけるｌｔｃｃテープ用厚膜導体ペースト組成物 |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP24697491A patent/JPH0563416A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006344582A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-12-21 | E I Du Pont De Nemours & Co | マイクロ波用途におけるｌｔｃｃテープ用厚膜導体ペースト組成物 |
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