JPH09199622A

JPH09199622A - 電子部品パッケージ用金属製リッド基板、金属製リッド及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09199622A
Application number: JP8025798A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Saito; 茂夫斎藤; Hiroshi Nakamura; 弘志中村
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1997-07-31
Anticipated expiration: 2016-01-18
Also published as: JP3432988B2

Abstract

(57)【要約】【課題】濡れ広がりの防止のための酸化処理を簡易、
低コストで可能とし、しかも、ハンダ封止部のハンダの
濡れ性がよく、ハンダ付けも安定してできる金属製リッ
ド基板、金属製リッドを提供する。【解決手段】金属基板２の両主面及び側縁面にＮｉ鍍
金を施す。１主面６におけるハンダ封止部をなす外周寄
り部位７にＡｕ鍍金する。外周寄り部位７を除く領域の
Ｎｉ鍍金層６を熱酸化する。得られたリッド基板１のＡ
ｕ鍍金層８上に封止用ハンダを形成すれば金属製リッド
となる。熱酸化された面にはハンダが濡れない一方、ハ
ンダ封止部はＡｕ鍍金されてるからハンダ付けが安定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品パッケー
ジ用金属製リッド基板、金属製リッド及びその製造方法
に関し、詳しくは、水晶振動子、ＳＡＷフィルタ、トラ
ンジスタ、ＩＣ等の電子部品を封止するパッケージに用
いられる金属製リッド基板（以下、リッド基板若しくは
単に基板ともいう）、金属製リッド（以下、単にリッド
ともいう）及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の金属製リッドとしては、Ｆｅ−
Ｎｉ系合金（４２アロイやＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金など）
からなる金属基板に、Ｎｉ（ニッケル）メッキを施した
ものがよく知られている。このリッドを用いてシームウ
エルド法で封止する場合には、これをパッケージ本体の
封止面（リッド当接面）に形成されたウエルドリングの
上に被せ、抵抗溶接により１個づつ封止されるが、その
難点は一度に多量のものを処理できない点である。

【０００３】一方、このリッドとパッケージ本体との間
にハンダのプリフォームを挟み込ませてリフローして封
止する方法では、リフロー炉を通すことで封止できる点
で量産性に優れるが、リッドを被せるにあたりプリフォ
ームをセットする必要があることから作業性に難があ
る。また、プリフォーム自体が高価であるため、封止コ
ストの上昇を招いてしまう。さらに、リッドの封止面側
の全面がハンダに濡れやすいために、リフロー時の溶融
ハンダがハンダ封止部から封止面側の内側（又は外側）
に濡れて広がりやすい。このため、封止のためのハンダ
が少なくなって気密性が低下したり、その一部がボンデ
ィングワイヤに接したり、ＩＣなどの電子部品上に垂れ
おちるなどの重大な欠陥が発生しやすいといった問題が
あった。

【０００４】こうした問題を解決したリッドとして、特
開平４−９６２５６号公報記載のものがある。そして、
この公報中には、リッド基板の封止面に形成されたＮｉ
層のうち、ハンダ封止部をなす外周寄り部位（以下、ハ
ンダ封止部ともいう）にアルミ板でマスクを掛けてお
き、ＹＡＧレーザーを照射して同ハンダ封止部以外の部
位を酸化させて表面を荒らし、その部位のハンダの濡れ
性をハンダ封止部のそれより低下させるようにした技術
が開示されている。すなわち、このものでは、ハンダ封
止部に包囲される内側の面をハンダ封止部の面よりハン
ダの濡れ性を低くして、封止時におけるハンダの濡れ広
がりを防止することにより、前記の問題を生じないよう
にしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平４−９６２５６
号公報記載の上記リッドでは、一度に多量に封止処理が
できる上に、ハンダ封止部に包囲される内側の面を酸化
させてハンダの濡れ性を低下させてあるために、封止時
におけるハンダの濡れ広がりも防止される。しかし、上
記リッドでは、ハンダの濡れ性を低下させる酸化をレー
ザーの照射で行わせるものであるため、その工程が面倒
であり、コストが高くなるといった問題があった。しか
も、ハンダ封止部以外の面のハンダの濡れ性は低くい
が、ハンダ封止部自体のＮｉ層は格別の処理がされてな
いことからハンダの濡れ性が不十分であることや、その
Ｎｉ層表面は酸化することがあるためにハンダ付けが安
定してできないといった問題がある。

【０００６】本発明は、かかる問題点に鑑みて案出した
ものであって、封止用ハンダがハンダ封止部から封止面
の内側などに濡れ広がることを防止できるだけでなく、
濡れ広がりの防止のための酸化処理を簡易、低コストで
可能とし、しかも、ハンダ封止部のハンダの濡れ性に優
れかつハンダ付けも安定してできる金属製リッド基板、
金属製リッドを提供すると共に、このようなリッドを低
コストで効率よく製造できる製法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、少なくとも１主面にＮｉ鍍金層が形成さ
れてなる電子部品パッケージ用金属製リッド基板であっ
て、その１主面におけるハンダ封止部をなす外周寄り部
位を除く領域のＮｉ鍍金層は熱酸化され、該外周寄り部
位のＮｉ鍍金層にはＡｕ（金）鍍金層が形成されてなる
ことを特徴とする。ここで、「ハンダ封止部」とは、封
止用ハンダの形成される面ないし封止のためのハンダに
濡れる面をいう。そして、外周寄り部位を除く領域は、
同部位に包囲される内側だけでなくその外側にあっても
よい。さらに「熱酸化」は、大気中や酸素中などの酸化
雰囲気中で加熱されることにより露出しているＮｉ鍍金
層が酸化されることを意味する。

【０００８】このような手段においては、熱酸化により
ハンダの濡れ性が低下されていることから、基板の製造
が簡易、低コストで行える。また、ハンダ封止部をなす
外周寄り部位にはＡｕ鍍金層が形成されているため、Ｎ
ｉ鍍金のままである場合に比べてハンダの濡れがよく、
しかも、表面が酸化しないので保存性もよく、したがっ
てハンダ付けが安定してできる。

【０００９】上記手段において、ハンダ封止部をなす外
周寄り部位に包囲された内側のＮｉ鍍金層の熱酸化され
た領域は、該外周寄り部位に沿う部位であってもよい。
すなわち、熱酸化された領域は、ハンダ封止部に包囲さ
れた内側の全面でなくともよく、溶融ハンダの内側への
濡れ広がりを防止できる限り、ハンダ封止部の内周縁に
沿う所定の部位だけでもよい。

【００１０】また、このような金属製リッド基板のＡｕ
鍍金層（表面）に封止用ハンダが形成されてなる金属製
リッドによれば、パッケージ本体に被せて封止する際
に、いちいちハンダプリフォームをセットすることを要
しない。そしてリッドのハンダ封止部の内側にハンダが
濡れ広がらず、したがって気密性が低下したり、その一
部がボンディングワイヤに接したり、パッケージ内のＩ
Ｃ等の上に垂れおちることもない。

【００１１】本発明に係る金属製リッドの好適な製法と
しては次のものがある。すなわち、複数のリッド基板が
その側縁で部分的に接続されてなるリッド基板集合体を
つくり、このリッド基板集合体をなす少なくとも各リッ
ド基板部分の両面及び側縁面にＮｉ鍍金を施し、次いで
その両面及び側縁面にレジストを塗布して露光・現像
し、各リッド基板部分におけるハンダ封止部をなす外周
寄り部位のＮｉ鍍金層を露出させ、その露出されたＮｉ
鍍金層にＡｕ鍍金を施し、その後、レジストを除去して
酸化雰囲気中で加熱することにより露出しているＮｉ鍍
金層を酸化させ、そして、前記各リッド基板部分におけ
るハンダ封止部をなす外周寄り部位のＡｕ鍍金層に封止
用ハンダを形成し、しかる後、各リッド基板部分をその
側縁における接続部で切断するというものである。これ
によって、封止用ハンダ付きの金属製リッドが多数一度
に製造できる。なお、側縁面における接続部は、切断さ
れることにより基板の素材が切断面に露出し、その部位
から腐食し易いので、製造時におけるハンドリングなど
に支障のない範囲で切断面積ができるだけ小さくなるよ
うにするのが好ましい。

【００１２】なお、上記におけるリッド基板及びリッド
をなす金属基板の材質としては、鉄ニッケル系合金（Ｆ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、４２アロイなど、鉄とニッケル
を主成分に含む合金）が好ましいものとして挙げられる
が、パッケージ本体のセラミックの材質に応じ、熱膨張
係数の小さめのものを用いればよい。さらに、本明細書
において、Ｎｉ鍍金には、純Ｎｉ鍍金の他、Ｎｉ−Ｃｏ
鍍金その他のＮｉ系合金鍍金が含まれ、さらに、Ａｕ鍍
金には、純Ａｕ鍍金の他、その合金鍍金が含まれる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係るリッド基板の実施の
形態例について、図１及び図２を参照して詳細に説明す
る。図中１はリッド基板であって、金属基板（本例では
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金の薄板）２をベースに次のように
構成されている。すなわち、本例では金属基板２の両
（主）面３，４及び側縁面５の全体にＮｉ鍍金層６が被
覆、形成され、封止面側の１主面３の外周寄り部位が所
定の幅でハンダ封止部（図１中、ハッチング部）７をな
し、そのＮｉ鍍金層６上にＡｕ鍍金層８が形成され、リ
ッド基板１をなしている。ただし、本例ではハンダ封止
部７（Ａｕ鍍金層８）の外周縁７ａが、基板２の外周縁
２ａより全周にわたって若干量ｄ内側に引き下がってい
る。そしてハンダ封止部７を除く、基板２の全表面（両
面及び側縁面）のＮｉ鍍金層６は熱酸化され、表面に酸
化膜（酸化Ｎｉ層）が形成されている。

【００１４】このような本例のリッド基板１は、電解Ｎ
ｉ鍍金後、全面にレジストを塗布し、露光・現像してハ
ンダ封止部７をなす部位のみＮｉ鍍金層を露出させ、そ
のＮｉ鍍金層６上にＡｕ鍍金を施し、その後、レジスト
を除去して酸化雰囲気中で加熱することにより露出して
いるＮｉ鍍金層６を熱酸化させ、ハンダが濡れ難くされ
ている。

【００１５】このように本例では、ハンダの濡れ性を低
下させるためのＮｉ鍍金層６の酸化を熱酸化によらしめ
たため、その処理が簡易にできる。また、ハンダ封止部
７にはＡｕ鍍金層８が形成されているため、Ｎｉ鍍金の
ままである場合に比べてハンダの濡れがよい。しかも、
保存性もよいので、ハンダ付けが安定してできるなど、
リッド基板１の品質や封止性能の向上を図ることができ
る。

【００１６】また、図３に示したように、この基板のＡ
ｕ鍍金層８に封止用ハンダ９を形成することにより、ハ
ンダ付きの金属製リッド１１となる。この封止用ハンダ
９は、例えばハンダペーストを印刷してリフローするこ
とにより形成できる。なお、図１においては、ハンダ封
止部７を除く全領域のＮｉ鍍金層を熱酸化させたが、ハ
ンダ封止部７の内側のＮｉ鍍金層の領域については溶融
ハンダの内側への流れ込みを防止できればよいので、同
図中の中央部分（例えば２点鎖線で囲まれる部位）を熱
酸化させることなく、ハンダ封止部７に沿う部位のみ熱
酸化させるようにしてもよい。

【００１７】なお、図４に示したように、本例のリッド
（基板）１１によって、それと同寸で同平面形状をなす
パッケージ本体２１を封止する場合には、溶融したハン
ダ９が内側に濡れ広がらないだけでなく、リッド１１の
外周縁から引下り分ｄがハンダに濡れない。すなわちハ
ンダ封止部７（Ａｕ鍍金層８）の外周縁７ａが基板の外
周縁２ａより内側に引き下がっているため、メニスカス
は図示のようになり、封止時におけるハンダの外方への
はみだしが防止される。したがって、本例のリッド（基
板）１１によれば、そのはみだしによるハンドリングの
難点もなく、また回路基板への実装時の位置決めや同回
路基板の信頼性の低下防止にも有効である。因みに、引
き下がり量ｄは、封止用ハンダの厚さや幅さらにはハン
ダの種類にもよるが、一般には５０〜５００μｍの範囲
が適切である。

【００１８】さて次に、このようなリッドの好適な製法
について、図５ないし図８を参照して詳細に説明する。
まず、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなる薄板（例示的には
厚さ０．１ｍｍ）を用意し、これを図５に示したよう
に、エッチングやプレス打ち抜きにより、複数のリッド
基板１，１がその側縁で部分的に接続されているような
リッド基板集合体（単に集合体ともいう）３１を製造す
る。なお、本例の集合体３１は、各基板１の周囲を、基
板１の各辺の中央の４か所の接続部３２，３２を残して
枠状に抜いたものであり、したがって、４か所の接続部
３２，３２でもって各基板１，１を接続、支持してい
る。

【００１９】そして、この集合体３１の全表面（両面及
び側縁面）に、Ｎｉ（電解又は無電解）鍍金を所定厚さ
（例えば１．０〜２．０μｍ）施し、耐腐食処理をする
（図７Ｂ参照）。次いで、このＮｉ鍍金層６上（集合体
３１の両面及び各基板１，１部分の側縁面５を含む側縁
面）にレジストＲを所定の厚さ塗布する（図７Ｃ参
照）。そして、各基板１のハンダ封止部７をなす部位
（図６中、２点鎖線相互間）のみＮｉ鍍金層６が露出す
るように露光・現像する（図７Ｄ参照）。そして、この
露出したＮｉ鍍金層（ハンダ封止部７）６にＡｕ鍍金
（例えば厚さ０．３μｍ）を施し、所定厚さのＡｕ鍍金
層８を形成する（図７Ｅ参照）。

【００２０】その後、レジストＲを除去し（図７Ｆ参
照）、大気雰囲気中の加熱炉、４００〜６００℃中を通
し、熱酸化処理をする。この処理ではＡｕ鍍金層８は酸
化されないが、露出しているＮｉ鍍金層６、すなわちＡ
ｕ鍍金層８の以外の集合体３１の表面（両面及び側縁
面）に酸化膜６ｓができる（図７Ｇ参照）。

【００２１】そして、Ａｕ鍍金層（ハンダ封止部）８
に、ハンダペーストをスクリーン印刷してリフローし、
封止用ハンダ９を所定厚さ（例えば５０μｍ）形成する
（図７Ｈ、図８参照）。このとき、酸化Ｎｉ層６ｓには
ハンダが濡れない（はじかれる）ことから、ハンダはハ
ンダ封止部７のＡｕ鍍金層８にのみ具合良く形成され
る。以後は、フラックスを除去し、集合体３１における
基板１，１の接続部３２，３２を各基板１，１の縦横の
辺（側縁）に沿って切断すれば、図３に示した金属製リ
ッド１１を一度に多数得ることができる。なお、封止用
ハンダ９形成前にその接続部３２で切断すれば、金属製
リッド基板を得ることができる。

【００２２】このように本例の製法によれば、本発明に
係るリッド１１を効率的に製造することができる。した
がって、大量生産に極めて適する。とりわけ、水晶振動
子などに用いられるパッケージのリッドなどのように小
型のリッドの製造に最適である。なお、上記例ではハン
ダは、ペーストを印刷してリフローすることにより形成
したが、本製法においてはこの手法に限定されることな
く、例えばウエーブソルダリングによっても形成でき
る。

【００２３】なお、集合体３１から切断されたリッド
は、その側縁の切断面（接続部）に基板の素材が露出し
て腐食し易いことから、製造上において支障のない範囲
で接続部３２の幅はなるべく小さくしておき、切断面積
が小さめとなるようにするのが好ましい。また接続部３
２の数については、本例ではそれぞれ４か所としたが、
同様の理由からこれについても本来なるべく少ないのが
好ましい。なお、上記においては封止面側と反対側の主
面のＮｉ鍍金は酸化させなくともよく、さらに、このＮ
ｉ鍍金層にはＡｕ鍍金を施しておいてもよい。

【００２４】また、本製法においてもハンダ封止部（封
止用ハンダ）７に包囲される内側のＮｉ鍍金層について
はその全面を酸化させたが、上記したようにこの酸化領
域は溶融ハンダの内側への濡れ広がり（流れ込み）を防
止できればよく、したがって、全面を酸化させることな
くハンダ封止部の内周縁に沿って所定の幅で酸化させる
ようにし、中央及びその近傍部分を酸化させないように
してもよい。なお、集合体における基板の配列パターン
（抜き形状）さらに取個数等は、適宜の形状、数に設計
すればよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係る金属製リッド基板によれ
ば、熱酸化によってＮｉ鍍金層を酸化させてなるもので
あることから、ハンダが濡れ広がらないリッド基板を低
コストで得ることができる。その上に、ハンダ封止部に
はＡｕ鍍金が施されているため、Ｎｉ鍍金のままである
場合に比べてハンダの濡れがよく、しかも、酸化しない
ため保存性もよく、したがってハンダ付けが安定してで
きる。

【００２６】また、本発明に係る金属製リッドによれ
ば、ハンダ付きリッドのため、封止に際してハンダプリ
フォームのセットを要しない。そして、シームウエルド
法などと異なり封止を一括処理できるのでその作業性、
量産性が向上し、コストの低減が図られる。その上に、
封止時にハンダがリッドの内側に濡れ広がらないし、ハ
ンダ封止部にはＡｕ鍍金が施されているのでハンダの濡
れ性もよく、高い封止性能が期待される。

【００２７】さらに、本発明に係る金属製リッドの製法
によれば、複数のリッド基板が一体化されているリッド
基板集合体ごとに、各工程（鍍金工程、封止用ハンダの
形成工程等）の処理を行うことができることから、多数
のリッドを効率的に製造できる。また、熱酸化により酸
化させるようにしたため、酸化工程が簡易となり、した
がって、リッドの製造コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る金属製リッド基板の実施形態例を
封止面側から見た平面図。

【図２】図１の金属製リッド基板の中央横断面図。

【図３】本発明に係る金属製リッドの実施形態例の断面
図。

【図４】図３の金属製リッドでパッケージ本体を封止し
ている状態を説明する部分破断面図。

【図５】本発明に係る金属製リッドの製法の実施形態例
を説明するリッド基板の集合体の説明用平面図。

【図６】図５における部分拡大図。

【図７】図６のＡ−Ａ矢視断面であって、そのＡは、Ｎ
ｉ鍍金前を示し、そのＢ〜Ｈは、Ｎｉ鍍金工程から封止
用ハンダ形成までの製造工程を説明する模式図。

【図８】図６において、封止用ハンダを形成した状態の
図。

【符号の説明】

１金属製リッド基板３，４主面５基板の側縁６Ｎｉ鍍金層７ハンダ封止部をなす外周寄り部位８Ａｕ鍍金層９封止用ハンダ１１金属製リッド３１リッド基板集合体３２接続部Ｒレジスト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１主面にＮｉ鍍金層が形成さ
れてなる電子部品パッケージ用金属製リッド基板であっ
て、その１主面におけるハンダ封止部をなす外周寄り部
位を除く領域のＮｉ鍍金層は熱酸化され、該外周寄り部
位のＮｉ鍍金層にはＡｕ鍍金層が形成されてなることを
特徴とする電子部品パッケージ用金属製リッド基板。
【請求項２】ハンダ封止部をなす外周寄り部位に包囲
された内側のＮｉ鍍金層の熱酸化された領域が、該外周
寄り部位に沿う部位であることを特徴とする請求項１記
載の電子部品パッケージ用金属製リッド基板。
【請求項３】請求項１又は２記載の金属製リッド基板
のハンダ封止部をなす外周寄り部位のＡｕ鍍金層に封止
用ハンダが形成されていることを特徴とする金属製リッ
ド。
【請求項４】複数のリッド基板がその側縁で部分的に
接続されてなるリッド基板集合体をつくり、このリッド
基板集合体をなす少なくとも各リッド基板部分の両面及
び側縁面にＮｉ鍍金を施し、次いでその両面及び側縁面
にレジストを塗布して露光・現像し、各リッド基板部分
におけるハンダ封止部をなす外周寄り部位のＮｉ鍍金層
を露出させ、その露出されたＮｉ鍍金層にＡｕ鍍金を施
し、その後、レジストを除去して酸化雰囲気中で加熱す
ることにより露出しているＮｉ鍍金層を酸化させ、そし
て、前記各リッド基板部分におけるハンダ封止部をなす
外周寄り部位のＡｕ鍍金層に封止用ハンダを形成し、し
かる後、各リッド基板部分をその側縁における接続部で
切断することを特徴とする、電子部品パッケージ用金属
製リッドの製造方法。