JPH0696199B2 - レ−ザ溶接方法 - Google Patents
レ−ザ溶接方法Info
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- JPH0696199B2 JPH0696199B2 JP60077914A JP7791485A JPH0696199B2 JP H0696199 B2 JPH0696199 B2 JP H0696199B2 JP 60077914 A JP60077914 A JP 60077914A JP 7791485 A JP7791485 A JP 7791485A JP H0696199 B2 JPH0696199 B2 JP H0696199B2
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- laser welding
- alloy
- plating
- nickel
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ニッケルメッキを施したアルミニウム合金パッケージを
レーザ溶接する場合はニッケルメッキ膜中の水素ガスが
原因で気密性を低下させている。
レーザ溶接する場合はニッケルメッキ膜中の水素ガスが
原因で気密性を低下させている。
本発明は予めニッケルメッキ膜中の水素のガス抜きを行
って後、溶接することにより高い気密性を保持するもの
である。
って後、溶接することにより高い気密性を保持するもの
である。
本発明は高い気密性の保持が可能なニッケルメッキアル
ミニウム合金パッケージのレーザ封止方法に関する。
ミニウム合金パッケージのレーザ封止方法に関する。
最近衛星通信を始めとしてマイクロ波帯を使用する無線
通信は広く一般に使用されているが、衛星に搭載された
り、船舶のマストなどに設置されるレーダに搭載される
通信機器は苛酷な環境に耐えるように気密封止したパッ
ケージに格納して使用されている。
通信は広く一般に使用されているが、衛星に搭載された
り、船舶のマストなどに設置されるレーダに搭載される
通信機器は苛酷な環境に耐えるように気密封止したパッ
ケージに格納して使用されている。
このパッケージの必要条件は軽いこと，熱伝導率が優れ
ていること、高い気密性を保持できること、耐蝕性が優
れていることなどで、特に衛星通信用の増幅器などはこ
の条件を満たすことが必要である。
ていること、高い気密性を保持できること、耐蝕性が優
れていることなどで、特に衛星通信用の増幅器などはこ
の条件を満たすことが必要である。
そこでこの条件を満たすために軽く且つ熱伝導率の高い
アルミニウム（Al）合金を基材とし、表面に耐蝕性を改
善するためのニッケル（Ni）メッキを施したパッケージ
を用意し、この中に電子回路素子を装着し、次ぎに同じ
材料からなる蓋を装着してレーザ溶接し、ハーメチック
シールするパッケージ形態がとられている。
アルミニウム（Al）合金を基材とし、表面に耐蝕性を改
善するためのニッケル（Ni）メッキを施したパッケージ
を用意し、この中に電子回路素子を装着し、次ぎに同じ
材料からなる蓋を装着してレーザ溶接し、ハーメチック
シールするパッケージ形態がとられている。
ハーメチックシールパッケージの基材となるAl合金とし
てアルミニウム・マグネシウム（Al・Mg）系合金，アル
ミニウム・マグネシウム・シリコン（Al・Mg・Si）系合
金などが使用され、耐蝕性と半田付け性を良くするた
め、これにニッケル（Ni）メッキを施して使用されてい
る。
てアルミニウム・マグネシウム（Al・Mg）系合金，アル
ミニウム・マグネシウム・シリコン（Al・Mg・Si）系合
金などが使用され、耐蝕性と半田付け性を良くするた
め、これにニッケル（Ni）メッキを施して使用されてい
る。
すなわち、脱脂と洗滌が終わったAl合金を酸化亜鉛（Zn
O）を苛性ソーダ（NaOH）に溶解した水溶液中に浸漬
し、Zn置換法によりAl合金の表面にZn膜を形成した後、
Niメッキ液に浸漬して電解或いは無電解メッキを行い、
この上にNiメッキ層を形成している。
O）を苛性ソーダ（NaOH）に溶解した水溶液中に浸漬
し、Zn置換法によりAl合金の表面にZn膜を形成した後、
Niメッキ液に浸漬して電解或いは無電解メッキを行い、
この上にNiメッキ層を形成している。
然し、かかるNiメッキAl合金からなる筐体に同様にNiメ
ッキしたAl合金からなる蓋を装着し、レーザ溶接法より
封止する場合の気密もれは１×10-6atm・cc/s以上であ
り、気密性が悪い。
ッキしたAl合金からなる蓋を装着し、レーザ溶接法より
封止する場合の気密もれは１×10-6atm・cc/s以上であ
り、気密性が悪い。
そこで、この改良が要望されている。
以上説明したようにNiメッキAl合金パッケージをレーザ
封止してハーメチックシールを行う場合に気密性が悪い
ことが問題である。
封止してハーメチックシールを行う場合に気密性が悪い
ことが問題である。
上記の問題はNiメッキを施したAl合金パッケージをレー
ザ溶接法により気密封止を行う際にレーザ溶接処理に先
立ち、焼鈍してメッキ処理工程中にNiメッキ層に吸蔵さ
れている水素原子を除去することを特徴とするNiメッキ
Al合金パッケージのレーザ溶接方法により解決すること
ができる。
ザ溶接法により気密封止を行う際にレーザ溶接処理に先
立ち、焼鈍してメッキ処理工程中にNiメッキ層に吸蔵さ
れている水素原子を除去することを特徴とするNiメッキ
Al合金パッケージのレーザ溶接方法により解決すること
ができる。
なお焼鈍温度は100℃以上400℃以下であることが望まし
い。
い。
本発明はレーザ溶接の際に生ずるガスの種類と発生源な
どを定量的に確かめた結果なされたものである。
どを定量的に確かめた結果なされたものである。
すなわち質量分析器を用いてガスの種類を、またガスの
発生量を測定した結果、Niメッキ層の中に水素（H2）ガ
スが厚さに比例して吸蔵されており、これがレーザ溶接
の際に加熱によって形成された溶融池への溶け込んでい
ることが判った。
発生量を測定した結果、Niメッキ層の中に水素（H2）ガ
スが厚さに比例して吸蔵されており、これがレーザ溶接
の際に加熱によって形成された溶融池への溶け込んでい
ることが判った。
そして溶接が終わって溶融池が冷却するに伴い、溶接部
に微細な気孔とクラックを生じ、これがもとで気密性が
低下するのである。
に微細な気孔とクラックを生じ、これがもとで気密性が
低下するのである。
第４図はこの実験に使用したAl合金の大きさを示すもの
で、接合部の幅は25mm,厚さは3mmまた長さは50mmであ
る。
で、接合部の幅は25mm,厚さは3mmまた長さは50mmであ
る。
第３図はかかる試料についてNi無電解メッキ｛厳密には
Ni・Ｂ（硼素）メッキ｝の膜厚を変えて吸蔵されている
H2ガスの吸蔵量を測定した結果であり、Niメッキ膜厚が
０の場合、すなわちZn置換層には0.05ml程度のH2ガスが
吸蔵されており、その後Ni膜厚の増加に比例してH2ガス
吸蔵量は増加する傾向にある。
Ni・Ｂ（硼素）メッキ｝の膜厚を変えて吸蔵されている
H2ガスの吸蔵量を測定した結果であり、Niメッキ膜厚が
０の場合、すなわちZn置換層には0.05ml程度のH2ガスが
吸蔵されており、その後Ni膜厚の増加に比例してH2ガス
吸蔵量は増加する傾向にある。
一方、Alおよび試料として用いたAl・Mg合金などについ
ては融点に達するまではH2ガス含有量が少なく、融点に
達して後に吸蔵量が急激に増加することが公知でであ
る。
ては融点に達するまではH2ガス含有量が少なく、融点に
達して後に吸蔵量が急激に増加することが公知でであ
る。
このことからH2ガスはNiメッキ層に吸蔵されており、レ
ーザ加熱により溶融池に溶け込むと推定した。
ーザ加熱により溶融池に溶け込むと推定した。
またレーザ溶接個所を切断して顕微鏡観察すると溶接部
に気孔と微細なクラックが認めることができる。
に気孔と微細なクラックが認めることができる。
そこでメッキ層のガス出しを考え、第４図に示す寸法の
試料について常温（25℃）〜400℃の各種温度に１時間
づつ加熱して焼鈍させたものを用意し、これを第２図に
示すようにレーザ溶接すると共に、この溶接位置を切断
し、気孔面積を総計して気孔率を求めた。
試料について常温（25℃）〜400℃の各種温度に１時間
づつ加熱して焼鈍させたものを用意し、これを第２図に
示すようにレーザ溶接すると共に、この溶接位置を切断
し、気孔面積を総計して気孔率を求めた。
すなわちNd−YAG（ネオジウム−イットリウム・アルミ
ニウム・ガーネット）レーザを光源１とする波長1.06μ
ｍのレーザ光２をレンズ３で集光した後にデフオーカス
させ、スポット光をNiメッキ層４を被覆したAl合金５の
接合部に当てて、溶接を行う。
ニウム・ガーネット）レーザを光源１とする波長1.06μ
ｍのレーザ光２をレンズ３で集光した後にデフオーカス
させ、スポット光をNiメッキ層４を被覆したAl合金５の
接合部に当てて、溶接を行う。
ここで、溶融幅と深さは各1mm,また接合幅は25mmであ
る。
る。
第１図はこのようにして求めた気孔率と焼鈍温度との関
係で、100℃での焼鈍により気孔率は常温の場合と較べ
て約1/5に減少している。
係で、100℃での焼鈍により気孔率は常温の場合と較べ
て約1/5に減少している。
なお、気孔率は図に示すように焼鈍温度が高まるに従っ
て減少するが、400℃を越えるとメッキ面にフクレを生
ずる。
て減少するが、400℃を越えるとメッキ面にフクレを生
ずる。
それ故に400℃を越す温度まで加熱することは実用的で
はない。
はない。
以上のことから焼鈍温度は100℃以上400℃以下が望まし
い。
い。
素材にAl・Mg合金を用いて衛星通信用の増幅器の筐体を
製作し、これにNiメッキを約５μｍの厚さに形成した。
製作し、これにNiメッキを約５μｍの厚さに形成した。
またこれと同じ素材とメッキ厚をもつ蓋を用意し、200
℃で２時間に亙って焼鈍した。その後筐体と蓋とを位置
合わせし、第２図に説明したのと同じ方法でレーザ溶接
を行い封止した。
℃で２時間に亙って焼鈍した。その後筐体と蓋とを位置
合わせし、第２図に説明したのと同じ方法でレーザ溶接
を行い封止した。
かかる試料について気密性を調査した結果、気密もれは
１×10-8atm・cc/s以下であり、気密性向上の目的を達
成することができた。
１×10-8atm・cc/s以下であり、気密性向上の目的を達
成することができた。
以上記したように本発明に係るNiメッキ層のガス抜き処
理を行うことにより、レーザ溶接に当たって気孔と微少
クラックの発生を僅少化することが可能となり、これに
より気密性の確保が可能となる。
理を行うことにより、レーザ溶接に当たって気孔と微少
クラックの発生を僅少化することが可能となり、これに
より気密性の確保が可能となる。
【図面の簡単な説明】 第１図は焼鈍温度と気孔率との関係図、 第２図はレーザ溶接方法の説明図、 第３図はNiメッキ層の厚さと水素吸蔵量との関係図、 第４図は実験に使用したAl合金試料の斜視図、 である。 図において １はレーザ光源、２はレーザ光、 ４はNiメッキ層、５はAl合金、 である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 勲 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 山田 毅 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−77249（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−143847（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−3991（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−49880（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−95847（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】ニッケルメッキを施したアルミニウム合金
パッケージをレーザ溶接法により気密封止を行なう際
に、 レーザ溶接処理に先立ち焼鈍してメッキ処理工程中にニ
ッケルメッキ層に吸蔵されている水素原子を除去するこ
とを特徴とするニッケルメッキアルミニウム合金パッケ
ージのレーザ溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60077914A JPH0696199B2 (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | レ−ザ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60077914A JPH0696199B2 (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | レ−ザ溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61238484A JPS61238484A (ja) | 1986-10-23 |
| JPH0696199B2 true JPH0696199B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=13647339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60077914A Expired - Fee Related JPH0696199B2 (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | レ−ザ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0696199B2 (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5395847A (en) * | 1977-02-02 | 1978-08-22 | Toshiba Corp | Laser welding method |
| JPS6011599B2 (ja) * | 1977-12-02 | 1985-03-27 | 株式会社日立製作所 | 微小部分のレ−ザ溶接方法 |
| JPS57143847A (en) * | 1981-02-27 | 1982-09-06 | Nec Corp | Air-tight sealed package |
| JPS603991A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-01-10 | Toshiba Corp | 溶接方法 |
| JPS6049880A (ja) * | 1983-08-29 | 1985-03-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超硬合金と鋼の接合工具の製造法 |
-
1985
- 1985-04-12 JP JP60077914A patent/JPH0696199B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61238484A (ja) | 1986-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |