JPS60178654A - サ−デイツプのリ−ドの酸化被膜の除去方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミノクパッケージエａ（ザーデーｒツブ）
の完成品のリードのめつき工程の前処理法の改善に関す
るものである。

一般にセラミック又は樹脂パッケージされた工Ｃは半田
（＝Ｊけ性をイ」与するために最終的に外部に出ている
リードに錫又は半田めっきが施される。

セラミックパッケージ品は樹脂パッケージに比べて耐久
性、耐熱性、気密性に優れ信頼性が高いため比較的高精
度、高信頼性が要求される用途に使われている。

セラミックパッケージエＣはアルミナ基板（ベース）に
ニッケルー鉄合金（４２アロイ）、二ツケルーコバル）
−ｉ（コバール）製のり−）’　ヲ（”Ｊ’　ＬＪ、そ
の後シリクンチップ付け、ワイヤボンディング後に低融
点ガラスを用いて他のアルミナ基板（キャップ）で封着
したものである。

このサーディツプに使用される低融点ガラスは、（１）
金属、セラミックやガラスになじみやすい。

（２）気体を通さない。（３）電気絶縁性に優れている
。

（４）不燃性で耐熱性等に優れている。などの特徴を有
するためセラミックバラ・ゲージ用として広く使われて
いる。

封着用低融点ガラスは通常フリットと称し、非晶質ガラ
スとフィシ（耐火性結晶粉末）から成る。

該フリットはビヒクルを加えペースト状にしてアルミナ
基板の封着面に印刷される。

ビヒクルとしては例えばニトロセルローズ、アクリルＫ
　Ｋｍ　脂等をブチルカルピトールアセテート、テルピ
ネオール樹脂等に１〜１０重量％溶解させたものが用い
られる。

このようにフリットが印刷されたアルミナ基板はフリッ
トを充分１ｆｆｉ　Ｎするためにグレージングと呼ばれ
る空気中での仮焼が行なわれる。

グレージング後のサーディツプのパッケージ］二稈とし
ては先に述べたようにリードｆぼけ、シリコンヂンブ伺
け、ワイヤボンディング、アルミナキャップとベースの
封着が行なわれ、最終的に外部に出ているリードに錫又
は半田めっきが行なわれる。

前述のパッケージング時のリードイ１けは次に行なわれ
る封着温度より３０〜５０Ｃ高い４．５０〜５（ＩＯｃ
でｌ〜２分行なうのが普通である。

その後４・００〜７Ｉ・５０ｔＺ”、１０分間で封着を
行なう。

このように封着した後、外部に出ているリードに錫又は
半Ｅｌめつきを行なう場合、リード表面は加熱処理によ
り、強固な酸化被膜が形成されているため、めっきを施
す前に何らかの方法で酸化被膜を除去する必要がある。

つまり酸化被膜がリード表面に残存しているとめっきの
密着性やつきまわりが悪くなり、且つめつきムラやブッ
、ふくれが発生して半田伺は性低下の原因になり、また
外観も粗悪になる。

そこで、酸化被膜の除去方法としては従来、硫酸、硝酸
、塩酸等の鉱酸及びシュウ酸、酢酸、くえん酸等の有機
酸の単一溶液に温度、時間等の条件を変えて数回浸漬し
、化学的に溶解除去する方法がとられている。

しかしこの方法によると、酸化被膜が除去され易い条件
では封着用フリットが酸で侵されやすいという欠点があ
り、錫又は半ＥＩＩめつきの前処理として充分満足でき
る方法ではない。

この場合、フリットが酸に侵される傾向はその種類によ
って異なり、高融点のものほど著しい為Ａ高融点のフリ
ットを使用したサーディツプの酸化被膜を除去する場合
は充分な配慮が必要である。

更に、錫又は半Ｈ」めつき時にはフリットに錫又は半Ｅ
ｆ＋が電析付着してリード間に伸びて絶縁性が失なわれ
るいわゆるブリッジ現象が起き易いという問題がある。

本願発明者等は上記問題の解決を目的として独特の電解
的手段により該リード上の酸化被膜除去法を別途に出願
した。

この方法は適切な濃度の硫酸、硝酸、塩酸等の鉱酸ある
いはシュウ酸、酢酸、クエン酸等の有機酸に適正最の界
面活性剤を加えた電解液を用いて、加熱処理によってリ
ードに酸化被膜が形成したサーディツプを陰極、ステン
レス、黒鉛板等を陽極として適＋１：、な電解条件を与
え、７リツトを侵さずにリード」、の酸化被膜を還元除
去する方法である。

この方法は現在一般に広く行なわれている酸浸ｌＪｆ法
に比してフリットを侵食することなく、酸化被膜を除去
でき工程短縮も可能であった。

本願発明者等は更に研究の結果、酸に侵食されやすい高
融点のフリットを使用したサーディツプのリード表面の
酸化破膜の除去に際して、上記の如き電解的手段と硫酸
−硝酸の混酸への浸漬を併用することにより、強固な酸
化被膜を完全に除去できることを見出し本発明に到達し
たものである。

即ち本発明の方法は、サーディツプのリード表面の酸化
被膜を除去するに際し、第一工程において該サーディツ
プを陰極、ステンレス、黒鉛、白金被覆チタン等の不溶
性材料を陽極、硫酸、硝酸、塩酸等の鉱酸のうち一つを
電解液とし、陰極電流２′２ 密度１０Ａ／ｄｍ　以下好ましくは２〜５　Ａ／ｄｍ　
ｚ液温は室温〜７０Ｃ好ましくは５０　ｔＺ’程度で短
時間（１分間程度）の電解を行なう。

次に第二工程では、第一工程で処理されたサーディツプ
を、更に４・Ｏ〜ｅｒｏｏ　ｇ／ｌの硫酸好ましくは３
７０ｇ／を以下と８〜４・２０ｇ／ｌの硝酸好ましくは
２５０ｇ／ｌ以下のものを使用して、好ましくは容量で
１対■の割合に混合した混酸水溶液に５〜２０秒ＩｊＪ
程度室温で浸漬、水洗するというものである。

本発明の方法において、使用する陽極としては、電解液
として硫酸を使用する場合、取扱い易いステンレス板が
好ましい。又、電解液として使用する鉱酸の濃度は、酸
の種類によって異なり特定できないが、例えば硫酸の場
合１０〜２２０　ｇ／ｌ　Ｘ硝酸、塩酸は２０〜１００
　ｇ／ｌの範囲で使用Ｖることかできるが、何れも４０
　ｇ７’を以下と薄い方が電解時にフリットの化学的侵
食を抑制するために好ましい。

次に１憔極電流密度をＩＯＡ／ｄｍ以下好ましくは２〜
５Ａ／ｄｍ　とし、電解液の温度を好ましくは５０Ｃと
するのは、これ以下ではリード上の酸化被膜の除去に長
時間を要し、これ以上ではフリットの侵食が見られブリ
ッジ生成の原因となるからである。

第二工程に使用する硫酸及び硝酸よりなる混酸の濃度に
ついて、夫々硫酸はう、０〜６００　ｇ／を好ましくは
３７（ｌ　ｇ／を以下、硝酸は８〜４・２０　ｇ、／ｌ
　、好ましくは２５０　ｇ／／、以下のものを所望の比
率で混合する理由は、これも第一」二程と同様に混酸に
浸漬した際フリットの化学的侵食をほぼ完全になくする
ためである。

本発明法によれば、比較的高融点の７リツトを使用した
サーディツプのリード上に発生した強固な酸化被膜を、
まず電解法により、次いで混酸水溶液に室温、好ましく
は５０１Ｚ’程度で浸漬することによって、酸に侵食さ
れやすい７リツトを侵食することなく該酸化被膜を短時
間で完全に除去することができる。

そして電解法における装置は、通常のめつき装置と同様
のものを使用し、試料をラック掛けし、錫又は半田めっ
きの一連の工程の中に組み込んで行なうことができるの
で、特別な装置を必要としない。

又、次工程の浸漬法についても約１０秒程度と極めて短
時間に簡単な操作で行なうことができる等の利点も得ら
れる。

また、この電解法−浸漬法の工程は、その順序を逆にし
て行なうことも可能である。

尚酸化被膜が比較的除去されやすいサーディツプについ
ては、第一工程を省略して単に第二工程の混酸水溶液に
よる浸漬法のみで、酸化被膜を除去することもできる。

本発明法により、リード上の酸化被膜を除去したのち、
錫または半Ｈ］めつきを施すと、フリットの侵食が少な
いためか、前に述べたようなリード間に錫又は半ＥＥＩ
が電析するブリッジ現象は殆んど発生しない。

以下実施例について説明する。

実施例１ 特級硫酸を水で希釈して１５　ｇ、／ｌの希硫酸［，８
１を調製し、これを２）のビーカー（電解槽）に入れ、
これにＤＯＸ　１３０　Ｘ　１　ｍｍのステンレス板二
枚を、中央部に陰極を吊り下げられるよう両側にセット
した。

陰極は引掛は治具を使用し、これに封着温度４．６０Ｃ
でパッケージし、４・２７０イのリードに暗紫色または
茶褐色の酸化被膜が形成されたサーディツプを２０ケ引
掛けたものを電解槽に吊した。このサーディツプのリー
ドは高温処理のため酸化被膜が厚く強固であり、且つフ
リットは酸に非常に侵食され易いものである。

電解槽は、温煎器により５０Ｃに保持し陰極は手動によ
りゆるく揺動させながら２Ａ／ｄｍ　の陰極電流密度で
１分間電解を行なった。

通電中に陰極の状態を観察すると、水素ガスの発生を伴
ないながら酸化被膜が除去されリードの表面が銀白色に
変化しているのが認められた。

電解が終ったら陰極を電解槽から引揚げ水洗したのち、
２２４・ｇ／ｌの硫酸、１２６　ｇ／ｌの硝酸を含有す
る混酸水溶液１．８１を２１ビーカーに入れた浸漬液に
、室温で１０秒間浸漬し、次いで水洗後以下常法によっ
て１６．６　ｇｅｔのＳｎ　１１７０　ｇ／ｌのＨＳ。

　４ を含有する電解液に光沢剤として商品名スタータークル
モ（レイボルド社製）を３０　ｍｌ／　ｌ　添加し、該
サーディツプを陰極、Ｓｎ板を陽極、陰極電流密度２Ａ
／ｄｍ　としリード上に５μｍの厚さの錫めっきを施し
た。

錫めっきを行なった試料は、全数３０倍の実体顕微鏡で
検査したところ、フリットの侵食は殆んど認められずブ
リッジの発生は皆無であった。

又、リードの錫めっき面は何れも均一平滑で良好な光沢
を有していた。

錫めっき後は、半田付は性試験をＭ工Ｌ　−ＳＴＤ　−
’２０２　Ｄ　−２０８Ｂに準拠して行なったが全試料
ともリードの半田浸漬部全面に均一に半田が被覆されて
良好であった〇 実施例２ 第一　工程における電解液を３０　ｇ／ｌの硝酸（試薬
特級）、第二工程の混酸水溶液を１５０Ｖ／ｊ！の硫酸
、１００　ｇ／ｌの硝酸を含有する浸漬液を使用した以
外は実施例１と同様にしてリード上の酸化被膜除去を行
ない、錫めっき性及び半田付は性を？Ｊ！ｉ査したとこ
ろ実施例１と同様に満足するに足るものであった。

実施例３ 実施例１と同一条件で、電解工程と浸漬工程の順序を逆
にして行なった結果は、実施例１と同様の結果であった
。

実施例４ 封着温度４００Ｃでパッケージし、リード上の酸化被膜
が比較的薄いサーディツプ２０ケについてそれぞれ同時
に直径０．８ＮのＮｉ線に吊して１５０ｇ／ｌの硫酸、
８４ｇ／ｌの硝酸を含有する混酸水溶液１１に５０Ｃで
１０秒間浸漬し、次いで水洗後実施例１と同様にして錫
めっきを行ないその性状を調べたところ実施例１と同様
に良好であった。

比較例１ 実施例１で使用したリードの酸化被膜が厚い、封着温度
４・６０ｔｌｌ’でパッケージしたサーディツプ２０ケ
を同時にＮｉ線に吊して、一般に広く行なわれている浸
漬法で酸化被膜の除去を行なった。

浸漬方法は次のように行なった０ ３７４・ｇ／ｌの硫酸に７５Ｃで１分浸濱→水洗→７５
ｇ１ｌの硫酸に室温でｌＯ秒間浸漬→水洗→１７　ｇ／
ｌの硝酸に室温でｌＯ秒浸漬→水洗。

この後、実施例１と同様にＳｎめっきを施し、フリット
の侵食状態、ブリッジの発生、Ｓｎめつき外観について
３０倍の実体顕微鏡で全数検査を行なった。検査の結果
、７リツトの表面は侵食により白色粉末状になっていた
。この場合はブリッジの発生はなかった。

めっき外観は小さなプツが多く、リードは不均一に荒れ
ていた。

その後、実施例１と同様に半田付は試験を行なった。酸
化被膜が充分除去されなかったためか全試料とも半田付
は性が悪く、全く半田が被覆されていない部分が多かっ
た。

以上、説明したように、本発明によればサーディツプへ
の錫又は半田めっきの前処理法としてリード」二の酸化
被膜の除去に電解法と混酸浸漬法の併用もしくは混酸浸
漬法を採用することによってフリットを侵食することな
く、酸化被膜の除去を行なうことができる。

この方法はフリットへ錫又は半［［１が′電析ｆ１着す
る現象の防止に対しても効果的である。

めっき外観は本発明の方法によれば、酸化被膜の除去が
完全であるため均一平滑なものが得られその後の半田（
＝Ｊけ性も良好である。

Ｖ−Ａぐイ８　Ｉ’ｌ＋のり丁ン↓け醜（ヒ被ＩＩ値が
名す尖さＪｌやす（、ｚため、現在一般に広く行なわれ
ている酸浸漬法に比して工程を短縮することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　サーディツプのリードの酸化被膜の除去方法に
   おいて、該サーディツプを陰極、不溶性材料を陽極、鉱
   酸を電Ｍ液とし、陰極電流密度１０Ａ／ｄｍ２以下で電
   解する電解工程とサーディツプを硫酸と硝酸の混酸水溶
   液に浸漬する浸漬工程とを含むことを特徴とするサーデ
   ィツプのリードの酸化被膜の除去方法。
2. （２）　陰極′１”は流密度は２〜５Ａ／ｄｍである特
   許請求の範囲（１）項記載のサーディツプのリードの酸
   ［Ｌ被膜の除去方法。
3. （３）　混酸水溶液はＸ（７ｏ　ｇ／ｉ以下の硫酸及び
   ２５０＋人／／以トの硝酸を含イｊすることをｑ′６徴
   とする特１’ｉ’ｌ’請求の範囲（１）項または（２）
   項記載のサーディツプのリードの酸化被膜の除去方法。