JPS60103696A - 電子パツケ−ジをレ−ザで気密封止する方法 - Google Patents
電子パツケ−ジをレ−ザで気密封止する方法Info
- Publication number
- JPS60103696A JPS60103696A JP59143194A JP14319484A JPS60103696A JP S60103696 A JPS60103696 A JP S60103696A JP 59143194 A JP59143194 A JP 59143194A JP 14319484 A JP14319484 A JP 14319484A JP S60103696 A JPS60103696 A JP S60103696A
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- JP
- Japan
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- cover
- package
- cover sheet
- laser
- periphery
- Prior art date
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/206—Laser sealing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
- H05K5/0091—Housing specially adapted for small components
- H05K5/0095—Housing specially adapted for small components hermetically-sealed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casings For Electric Apparatus (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、レーダ装置に用いられるような電子パッケー
ジを気密封止する方法に関する。電子パッケージは典型
的には箱状のパッケージで、その側壁には無線周波（Ｒ
Ｆ）用コネクタが貫通し封止されている。気密封止され
るパッケージの内部には電子部品が取付けられ、頂部及
び底部のカバーを定位置で半田付けすることによりその
パッケージが気密封止される。このような従来技術の半
田付は気密封止法によると、典型的にはアルミニウム酸
であるパッケージ全体をパッケージ内の電子部品に悪い
影響を与えるかもしれない温度にまで加熱する必要があ
る。カバーのパッケージへの半田付けは、プロパンガス
・トーチあるいは半田ごてを用いて局部加熱することに
より行なわれる。
ジを気密封止する方法に関する。電子パッケージは典型
的には箱状のパッケージで、その側壁には無線周波（Ｒ
Ｆ）用コネクタが貫通し封止されている。気密封止され
るパッケージの内部には電子部品が取付けられ、頂部及
び底部のカバーを定位置で半田付けすることによりその
パッケージが気密封止される。このような従来技術の半
田付は気密封止法によると、典型的にはアルミニウム酸
であるパッケージ全体をパッケージ内の電子部品に悪い
影響を与えるかもしれない温度にまで加熱する必要があ
る。カバーのパッケージへの半田付けは、プロパンガス
・トーチあるいは半田ごてを用いて局部加熱することに
より行なわれる。
かかる電子パッケージは、組立あるいはテスト時におい
て電子部品の調整あるいは取換えのため蓋を開ける必要
が生じることがめずらしくない。もしかかる半田付けに
より気密封止したパッケージをその半田付はカバーある
いは蓋を除去して分解する必要がある場合には、パッケ
ージを再加熱した結果融解した半田がパッケージ内に侵
入するのを防ぐためにその封止領域から取去る必要があ
る。半田付けしたカバーをこのようにして取り去るのは
時間がかかり面倒な作業である。更に、アルミニウム酸
のパッケージでは、半田がアルミニウム・パッケージへ
付着できるように半田付は封止領域」ニへニーツケル／
錫の層をメッキする必要がある。
て電子部品の調整あるいは取換えのため蓋を開ける必要
が生じることがめずらしくない。もしかかる半田付けに
より気密封止したパッケージをその半田付はカバーある
いは蓋を除去して分解する必要がある場合には、パッケ
ージを再加熱した結果融解した半田がパッケージ内に侵
入するのを防ぐためにその封止領域から取去る必要があ
る。半田付けしたカバーをこのようにして取り去るのは
時間がかかり面倒な作業である。更に、アルミニウム酸
のパッケージでは、半田がアルミニウム・パッケージへ
付着できるように半田付は封止領域」ニへニーツケル／
錫の層をメッキする必要がある。
電子パッケージあるいはモジュールは電磁波スペクトラ
ムのＵＨＦすなわちマイクロウェーブ領域で動作する。
ムのＵＨＦすなわちマイクロウェーブ領域で動作する。
はとんどの場合、種々の電子部品を互いに電気的に隔離
してそれらの間の電気的結合及びそのために生じるおそ
れのある不安定性を回避する必要がある。これは、シャ
ーシあるいはパッケージを複数の区画に分割しカバー下
側の区画室壁の領域に可撓性で導電性の封止物を付着す
ることにより達成される。次いで、カバーをモジュール
に堅くにじ止めし封止部を圧縮して必要な隔離状態を得
る。カバーに形成したねじ孔を封止する現在用いられて
いる方法は、これらの孔の上にディスクを半田付けする
ことである。電子部品はパッケージあるいはモジュール
の種々の区画室の中に配置される。
してそれらの間の電気的結合及びそのために生じるおそ
れのある不安定性を回避する必要がある。これは、シャ
ーシあるいはパッケージを複数の区画に分割しカバー下
側の区画室壁の領域に可撓性で導電性の封止物を付着す
ることにより達成される。次いで、カバーをモジュール
に堅くにじ止めし封止部を圧縮して必要な隔離状態を得
る。カバーに形成したねじ孔を封止する現在用いられて
いる方法は、これらの孔の上にディスクを半田付けする
ことである。電子部品はパッケージあるいはモジュール
の種々の区画室の中に配置される。
これらのモジュールでは、パッケージ内の電子部品に接
続するために気密封止態様で無線周波数用及び電源用コ
ネクタを取付ける必要がある。現在では、コネクタの半
田付けされる領域をニッケル／錫メッキし、次いで電子
部品の組立前に高温半田（２２１℃で融解する錫／銀の
ような半田）を用いてニッケル／錫メッキしたシャーシ
へそれらのコネクタを半田付けする。組立後、コネクタ
の半田付は接合部に悪い影響を与えることなくカバーを
低温半田で定位置に半田付けする。しかしながら、コネ
クタをかかる高温度に加熱するとガラス／金属封止部が
破壊されることがある。
続するために気密封止態様で無線周波数用及び電源用コ
ネクタを取付ける必要がある。現在では、コネクタの半
田付けされる領域をニッケル／錫メッキし、次いで電子
部品の組立前に高温半田（２２１℃で融解する錫／銀の
ような半田）を用いてニッケル／錫メッキしたシャーシ
へそれらのコネクタを半田付けする。組立後、コネクタ
の半田付は接合部に悪い影響を与えることなくカバーを
低温半田で定位置に半田付けする。しかしながら、コネ
クタをかかる高温度に加熱するとガラス／金属封止部が
破壊されることがある。
従来技術の半田付は気密封止法には、作業員の高度な熟
練と必要な半田付はパラメータの正確な制御が必要であ
るという重大な欠点がある。通常の封止時及び蓋を開け
る際の加熱により、電子部品が熱的損傷を受けることが
ある。漏洩を修理するには更に熱的処理が必要となる。
練と必要な半田付はパラメータの正確な制御が必要であ
るという重大な欠点がある。通常の封止時及び蓋を開け
る際の加熱により、電子部品が熱的損傷を受けることが
ある。漏洩を修理するには更に熱的処理が必要となる。
本発明の主要目的は、従来技術の上述の問題の幾つかを
解消する電子パッケージの気密封止法を提供することに
ある。
解消する電子パッケージの気密封止法を提供することに
ある。
本発明によれば、無線周波用電子モジュールあるいはパ
ッケージを気密封止する方法が提供される。この方法は
切れ目のない連続した薄い溶接可能なカバーシートを用
い、このカバーシートを箱状のパッケージの側壁周縁部
ヘレーザで溶接する。この方法では、多くの場合モジュ
ールあるいはパッケージの内部を区画室に分割する普通
の着脱自在カバーを用いることができると共に、パッケ
ージの加熱を最小限に抑えてカバーシートをその側壁に
気密封止することができる。レーザ溶接したカバーシー
トはレーザ溶接領域をフライスにより切削しそのカバー
シートを除去することにより取外すことができ、その後
安価な代りのカバーシートを用いて封止を行なう。
ッケージを気密封止する方法が提供される。この方法は
切れ目のない連続した薄い溶接可能なカバーシートを用
い、このカバーシートを箱状のパッケージの側壁周縁部
ヘレーザで溶接する。この方法では、多くの場合モジュ
ールあるいはパッケージの内部を区画室に分割する普通
の着脱自在カバーを用いることができると共に、パッケ
ージの加熱を最小限に抑えてカバーシートをその側壁に
気密封止することができる。レーザ溶接したカバーシー
トはレーザ溶接領域をフライスにより切削しそのカバー
シートを除去することにより取外すことができ、その後
安価な代りのカバーシートを用いて封止を行なう。
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。第１図では、無線周波用電子パッケージあるいは
モジュール１０がＸ−Ｙテーブル１２上に取付けられ、
このテーブルはパッケージ１０の選択部分をレーザ溶接
するためにパッケージあるいはモジュールｌＯを移動さ
せるべくプログラムされた制御装置により駆動される。
する。第１図では、無線周波用電子パッケージあるいは
モジュール１０がＸ−Ｙテーブル１２上に取付けられ、
このテーブルはパッケージ１０の選択部分をレーザ溶接
するためにパッケージあるいはモジュールｌＯを移動さ
せるべくプログラムされた制御装置により駆動される。
レーザ１４はテーブル１２に取付けられたパッケージ１
０の−Ｅ方に配置され、光学的ビーム焦点調整手段１６
がレーザの出力ビームを被加工品即ちパッケージ１０上
において小さい直径のスポットに収束する。−例として
、パルス形ＹＡＧレーザを用いると、焦点調整工学系が
被加工品へ直径１５〜２０ミルのビームスポットを形成
する。使用されるレーザは３．７ｍｍ秒のパルス幅を有
し、平均出力１８０ワツト、毎秒２０パルスで作動する
。被加工品は毎分２２．８８ｃｍ（９インチ）の速度で
移動される。
０の−Ｅ方に配置され、光学的ビーム焦点調整手段１６
がレーザの出力ビームを被加工品即ちパッケージ１０上
において小さい直径のスポットに収束する。−例として
、パルス形ＹＡＧレーザを用いると、焦点調整工学系が
被加工品へ直径１５〜２０ミルのビームスポットを形成
する。使用されるレーザは３．７ｍｍ秒のパルス幅を有
し、平均出力１８０ワツト、毎秒２０パルスで作動する
。被加工品は毎分２２．８８ｃｍ（９インチ）の速度で
移動される。
電子パッケージあるいはモジュールｌＯはほぼ矩形の箱
状部材であり、基部１８とその基部の周縁から延びる４
つの側壁部２０を有する。基部及び側壁部は単一の部材
で形成するかあるいは基部をパッケージ１０の底部力／
ヘ一として着脱自在に形成してもよい。電気コネクタ手
段２２は側壁を貫通した状態で気密封止される。第２図
に示す実施例では、３つのかかる無線周波用コネクタ２
２が側壁２０を貫通する。パッケージ取付は手段２４は
側壁からパッケージの外側へ延びる。
状部材であり、基部１８とその基部の周縁から延びる４
つの側壁部２０を有する。基部及び側壁部は単一の部材
で形成するかあるいは基部をパッケージ１０の底部力／
ヘ一として着脱自在に形成してもよい。電気コネクタ手
段２２は側壁を貫通した状態で気密封止される。第２図
に示す実施例では、３つのかかる無線周波用コネクタ２
２が側壁２０を貫通する。パッケージ取付は手段２４は
側壁からパッケージの外側へ延びる。
頂部カバー２６は平らな部材でありこれは機械ねじのよ
うな締付は手段（図示せず）によりパッケージへ着脱自
在へ接続可能である。かかる締付は手段はカバーに形成
した開口３０を貫通し、パッケージあるいはモジュール
内の区画室を両足する支持用側壁あるいは内側垂直壁３
８の頂部表面に形成したねじ孔に締め込まれる。
うな締付は手段（図示せず）によりパッケージへ着脱自
在へ接続可能である。かかる締付は手段はカバーに形成
した開口３０を貫通し、パッケージあるいはモジュール
内の区画室を両足する支持用側壁あるいは内側垂直壁３
８の頂部表面に形成したねじ孔に締め込まれる。
側壁部２０は典型的には頂面が約４０ミル幅の周縁部３
２と、カバーが据え付けらる凹所３４とを含む。頂部カ
バー２６はその方バー据え付は凹所３４上に据え付けら
れるような寸法を有する。頂部カバーシートあるいは蓋
２８は、例えば４０４７アルミニウム合金のような溶接
可能な金属で製作した約０．０３８〜０．０５０ｃｍ（
０，０１５〜０．０２０インチ）の厚さの薄い接続して
切れ目のない連続シートである。頂部カバーシートの寸
法は、第４図に最も良く示されるようにカバーシートの
周縁部のパッケージへのレーザ溶接を容易にするために
、パッケージの側壁部を覆い、そして約０、１０２ｃ■
（０，０４０インチ）幅の側壁周縁部３２上に配置でき
るようなものである。
２と、カバーが据え付けらる凹所３４とを含む。頂部カ
バー２６はその方バー据え付は凹所３４上に据え付けら
れるような寸法を有する。頂部カバーシートあるいは蓋
２８は、例えば４０４７アルミニウム合金のような溶接
可能な金属で製作した約０．０３８〜０．０５０ｃｍ（
０，０１５〜０．０２０インチ）の厚さの薄い接続して
切れ目のない連続シートである。頂部カバーシートの寸
法は、第４図に最も良く示されるようにカバーシートの
周縁部のパッケージへのレーザ溶接を容易にするために
、パッケージの側壁部を覆い、そして約０、１０２ｃ■
（０，０４０インチ）幅の側壁周縁部３２上に配置でき
るようなものである。
レーザ溶接のプロセスは、収束したレーザビームの下で
パッケージを移動させるべくｘ−Ｙテーブルの運動を制
御しレーザの動作を制御するために、コンピユータ化数
値制御（ＣＮＣ）装置をプログラムすることにより自動
化されている。
パッケージを移動させるべくｘ−Ｙテーブルの運動を制
御しレーザの動作を制御するために、コンピユータ化数
値制御（ＣＮＣ）装置をプログラムすることにより自動
化されている。
電子パッケージあるいはモジュールに用いられる標準的
な材料は６０６１アルミニウム合金である。これは溶加
材なしには溶接できない。かくして、カバーシートとし
てはパッケージに直接溶接できる溶接可能な４０４７ア
ウミニウム合金が用いられる。レーザの透過溶接深度は
公称０．Ｑ８１３〜０．１１４ｃ箇（０，０３５〜０．
０４５インチ）である。
な材料は６０６１アルミニウム合金である。これは溶加
材なしには溶接できない。かくして、カバーシートとし
てはパッケージに直接溶接できる溶接可能な４０４７ア
ウミニウム合金が用いられる。レーザの透過溶接深度は
公称０．Ｑ８１３〜０．１１４ｃ箇（０，０３５〜０．
０４５インチ）である。
電子パッケージの多くは航空用レーダ装置に利用される
ため、気密封止パッケージの内部が大気圧に保たれる結
果有為な差圧にさらされることを考慮して、第３図に示
すような細長い補強盛り３６を複数個設ける。これらの
補強盛りは、航空機において圧力損失が生じた嵌着の膨
出を防ぐためカバーシート２８とカバー２６の間に形成
される。カバー２６はカバーシートより相対的に厚いた
め、薄いカバーシートを補強する機能を有する。補強盛
り３６の形成についてはカバー２６の孔３０を避けるよ
うに注意する必要がある。
ため、気密封止パッケージの内部が大気圧に保たれる結
果有為な差圧にさらされることを考慮して、第３図に示
すような細長い補強盛り３６を複数個設ける。これらの
補強盛りは、航空機において圧力損失が生じた嵌着の膨
出を防ぐためカバーシート２８とカバー２６の間に形成
される。カバー２６はカバーシートより相対的に厚いた
め、薄いカバーシートを補強する機能を有する。補強盛
り３６の形成についてはカバー２６の孔３０を避けるよ
うに注意する必要がある。
０
電子パッケージから蓋あるいはカバーを取除く必要が出
てくる場合があるが、この時は薄いカバーシートを溶接
領域のところでフライスにより切削し、カバーシートを
はがして、その膜を舞いフライスにより切削して任意の
余分な溶着ビードを取除く。パッケージ内の電子部品の
修理あるいは取換えが済んだ場合、新しいカバーシート
を定位置にレーザ溶接してパッケージの気密封止を行な
う。
てくる場合があるが、この時は薄いカバーシートを溶接
領域のところでフライスにより切削し、カバーシートを
はがして、その膜を舞いフライスにより切削して任意の
余分な溶着ビードを取除く。パッケージ内の電子部品の
修理あるいは取換えが済んだ場合、新しいカバーシート
を定位置にレーザ溶接してパッケージの気密封止を行な
う。
本発明のレーザ溶接法によると信頼性の高い気密封止が
得られ、もし小さい漏洩がある場合にはその漏洩領域上
に粉末アルミニウムとアルコールの混合物より成るペー
ストを適°用して容易に修理することが可能である。ア
ルコールが蒸発した後、レーザビームをその漏洩領域上
を通過させて、新しい溶接を行ない漏洩部を封止する。
得られ、もし小さい漏洩がある場合にはその漏洩領域上
に粉末アルミニウムとアルコールの混合物より成るペー
ストを適°用して容易に修理することが可能である。ア
ルコールが蒸発した後、レーザビームをその漏洩領域上
を通過させて、新しい溶接を行ない漏洩部を封止する。
また、プログラムされたＣＮＣを用いて漏洩領域の周り
に小さい円を描くように溶接を行ない、それによりその
部分を隔離してカバーシートとカバーの間に円形の溶接
部ができるようにしてその漏洩を修理することも可能で
ある。
に小さい円を描くように溶接を行ない、それによりその
部分を隔離してカバーシートとカバーの間に円形の溶接
部ができるようにしてその漏洩を修理することも可能で
ある。
第１図は、本発明に用いるレーザ溶接装置の概略図であ
る。 第２図は、本発明に用いる電子パッケージ及びカバーシ
ートの実施例を示す展開斜視図である。 第３図は、本発明により封止された電子パッケージの平
面図であり、カバーシート上にはレーザ溶接により形成
した補強盛りが示されている。 第４図は、電子パッケージの一部の断面を部分的に拡大
して示すレーザ溶接装置の概略図であり、カバーシート
の周縁部をパッケージ側壁の頂面に溶接する態様を示す
。 １０・・・・電子パッケージまたはモジュール１２・・
・・ｘ−Ｙテーブル １４−・・・レーザ １ ２２・・・・コネクタ ２４・・・・パッケージ取付は手段 ２０・・・・側壁 ２６・・・・頂部カバー ２８・・・・カバーシート ３０・・・・カバーの孔 ３２・・・・側壁周縁部 ３４・・・・カバー据え付は部 ３ ２
る。 第２図は、本発明に用いる電子パッケージ及びカバーシ
ートの実施例を示す展開斜視図である。 第３図は、本発明により封止された電子パッケージの平
面図であり、カバーシート上にはレーザ溶接により形成
した補強盛りが示されている。 第４図は、電子パッケージの一部の断面を部分的に拡大
して示すレーザ溶接装置の概略図であり、カバーシート
の周縁部をパッケージ側壁の頂面に溶接する態様を示す
。 １０・・・・電子パッケージまたはモジュール１２・・
・・ｘ−Ｙテーブル １４−・・・レーザ １ ２２・・・・コネクタ ２４・・・・パッケージ取付は手段 ２０・・・・側壁 ２６・・・・頂部カバー ２８・・・・カバーシート ３０・・・・カバーの孔 ３２・・・・側壁周縁部 ３４・・・・カバー据え付は部 ３ ２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数の側壁とその側壁に据え付けられる頂部及ぶ底
部カバーを有する一般的に箱状のパッケージより成る無
線周波用電子モジュールを気密封止する方法であって、
前記側壁を貫通する電気コネクタを気密封止し、前記パ
ッケージ内に画定された区画室に無線周波用電子回路手
段を配置し、前記頂部カバーあるいは底部カバーの少な
くとも１つをそのカバーに形成した開口に締付は手段を
通すことにより前記パッケージへ着脱可能に接続し、前
記パッケージの側壁は対向する端部で終端しており、前
記端部の少なくとも１つは周縁部と内側に離隔したカバ
ー配置用凹所を含み、更に前記カバー上に前記側壁端部
の周縁部上に据えられるように切れ口のない連続した薄
い溶接可能なカバーシートを配置し、前記カバーシート
の周縁部を前記側壁端部の周縁部にレーザで溶接する工
程より成ることを特徴とする気密封止方法。 ２、前記カバーシートと前記着脱自在のカバーとの間に
は、前記カバーシートの選択部分をその下の着脱自在カ
バーにレーザ溶接することにより複数の補強盛りが形成
されることを特徴とする前記第１項記載の方法。 ３、前記箱状のパッケージはアルミニウムで、前記カバ
ーシートは溶接可能なアルミニウム合金で作られている
ことを特徴とする前記第１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/549,860 US4521668A (en) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | Method of hermetically laser sealing electronic packages |
| US549860 | 1983-11-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60103696A true JPS60103696A (ja) | 1985-06-07 |
Family
ID=24194649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59143194A Pending JPS60103696A (ja) | 1983-11-08 | 1984-07-09 | 電子パツケ−ジをレ−ザで気密封止する方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4521668A (ja) |
| JP (1) | JPS60103696A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2021044484A (ja) * | 2019-09-13 | 2021-03-18 | Tdk株式会社 | 筐体、及び取付構造 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4914269A (en) * | 1989-07-24 | 1990-04-03 | Micron Technology, Inc. | Method of sealing a ceramic lid on a ceramic semiconductor package with a high-power laser |
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| FR2680942B1 (fr) * | 1991-09-03 | 1997-06-27 | Thomson Csf | Procede de fermeture par laser de boitiers de circuit electroniques notamment hybrides minimisant les contraintes mecaniques. |
| FR2702329B1 (fr) * | 1993-03-05 | 1995-04-07 | Thomson Csf | Procédé de fermeture hermétique d'enceinte en particulier d'enceinte contenant des circuits microélectroniques, et enceinte ainsi obtenue. |
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