浅谈引线框架电镀生产线的管理要点

王友明

摘 要：随着市场对产品性能的进一步需求，引线框架产品的功能要求也会愈加重要，通过对引线框架电镀生产线的管理研究，也将寻找到更科学、更有效的方法，这也必将带动引线框架的技术发展。该文说明了引线框架制造中电镀的技术要求，介绍了引线框架电镀生产线的现场管理要点，描述了引线框架电镀过程的关键参数以及管理重点，并提出了解决方法，给出了问题发生时的处置流程，有利于引线框架电镀行业的稳定生产和质量提高。

关键词：引线框架 电镀 过程管理

中图分类号：TQ153.16 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（c）-0149-03

引线框架是半导体封装的基础材料，是集成线路芯片的载体，借助于键合金丝实现芯片内部电路和外部的电路连接。生产引线框架的材料主要是电子铜带，为了保证封装时焊线和引线框架的良好焊接性能，需要在引线框架的引线（焊线区域）和基岛（芯片承载区域）表面作特殊处理，处理方式包括电镀银、电镀镍等方式。电镀后的引线框架具备更优异的导电性和散热性。

常见的电镀方式是电镀银，引线框架电镀银的工艺主要包括：上料→电解除油→活化→预镀铜→预镀银→局部镀银→退银→防银胶扩散→防铜变色→烘干→收料。电镀线分为卷式电镀线和片式电镀线，由于卷式电镀线效率高，在实际应用中更多。

由于引线框架对电镀表面的质量，包括电镀层的厚度、光亮度、粗糙度、洁净度等都有较高的要求，因此引线框架电镀生产线的管理需要严格控制。

1 引线框架电镀生产线的现场管理

传统的电镀车间，给人的印象是污水横流、气味较重，但引线框架电镀时，必须保证电镀面的洁净，因此要求电镀生产线作特别管理。

1.1 电镀生产线废气的管理

电镀生产线产生的废气中包含水蒸气、酸碱及氰化物混合物等，浓度过大，对操作人员的身心有较大伤害，且影响操作的积极性，同时对设备也有腐蚀和损坏。目前的处理方式主要包括以下几个方面。

（1）设备槽体上安装盖板，可以减少电镀废气的逸出。

（2）控制电镀溶液的温度，尽量采用低温的工艺，减少药品加热的工序。

（3）在设备上不安装抽风管，通过外部的废气塔，完全抽走电镀线产生的废气；抽风管安装时，考虑到废气冷却后，凝水倒流到槽体引起污染的可能性。

1.2 电镀生产线用水的管理

电镀槽中需要不断添置水量，控制不当，会使溶液漫出，进而导致整个电镀车间地面湿滑，且腐蚀地面和设备地脚部分。目前的处理方式主要包括以下几种（图1）。

（1）所有电镀线的下部槽安装液位感应计，当液位超过警戒线时，自动报警，提醒作业者停止加水。

（2）进水或液位补加全部换为自动添加装置，避免添加过量导致溶液漫出。

（3）做好日常液位的点检记录，对泵异常或管道破损及时修复。

1.3 电镀生产线人员的管理

目前，引线框架电镀线基本都是自动化操作，但异常处置或者工艺调节时，仍离不开操作人员。对操作人员对设备的熟悉程度或者作业人员的尽职程度要求较高。管理方式包括以下几方面。

（1）定期对电镀线现场人员的技术能力、管理能力等进行培训，满足实际生产需要。

（2）建立个人职责说明书，明确各个生产线、各道工序重点关注的事项。

（3）建立定期巡查制度，保证异常点被及时发现，并得到尽快处理。

2 电镀生产线过程关键参数的管理

电镀质量的关键指标包括：电镀层厚度、电镀层光亮度、电镀区域及特殊功能要求（包括防变色、防银胶扩散要求等）。为了满足相关指标，必须对电镀生产线的过程关键参数进行特别管理。

2.1 电镀生产线槽体浓度的管理

电镀溶液是电镀时最重要的管理参数，管理要点包括以下几点。

（1）建立电镀线工艺标准，明确各道工序需要的药品名称、配置周期、管理浓度范围、添加次数等内容。

（2）设置专门的药品分析室，定时对在线溶液抽样分析浓度，确保浓度控制在一定范围内。

（3）对于定量补加的药品，如添加剂等，利用自动药品添加装置，保证药品添加周期的稳定。

（4）建立浓度分析趋势图，确保浓度的稳定。

2.2 电镀生产线电流的管理

在电镀工序，电流密度的大小直接决定电镀质量的优劣。一般而言，若电流过大，在产品的尖端或末梢部位容易出现瘤状或树枝状结晶；如电流密度继续升高，则由于析氢，材料附近的pH升高而形成氢氧化物，吸附或夹杂在镀层中，致使形成海绵状镀层（图2）。

电流主要从以下几点管控。

（1）选用合乎规范、性能稳定的整流器；如日本的三色整流器，使用寿命长，且输出电流稳定。

（2）整流器或设备电流调节部位设置自动报警装置，通过设置电流管理的上下限报警，可以及时发现生产过程中的异常产品，防止流入客户处。

（3）定期更换电极或电线，减少电流传送过程的损耗，避免产生高电压。

（4）选用合理的电流波形，在引线框架电镀时，一般选用脉冲电源，因为在电镀过程中，脉冲电源可通过改变其输出波形的频率、占空比和平均电流密度，来改变电镀槽中金属离子电沉积过程，使电沉积过程在较宽范围内变化，从而可获得均匀致密、较为理想的镀层（图3）。

其工作原理如下。

—Ton：表示脉冲电流导通时间，又名脉冲宽度，由金属离子的扩散速度和在材料表面放电速度决定。

—ToFF：表示脉冲电流关断时间，由镀层金属离子的扩散速度所控制的材料扩散层的消失速度决定。

—T=Ton+ToFF，表示脉冲电流脉冲周期。

—Tr：表示脉冲电流上升时间。

—Tl：表示脉冲电流稳定时间。

—Tf：表示脉冲电流跌落时间。

2.3 电镀生产线温度的管理

电镀溶液的温度，影响到产品的反应速度。当温度升高时，溶液的电导率增加，槽电压降低，从而增大溶液的分散能力，使镀层均匀分布。但温度过高，使溶液中的光亮剂分解，会降低电镀后产品的光亮度。温度主要从如下几个方面管控。

（1）选用合适材料的槽体，如HTPVC（耐高温聚氯乙烯）材料，即溶液焊接，保温性好，且耐温在80℃以上，是常用的材料。

（2）槽体内安装温度上下限报警装置，提醒作业者温度过高或过低。

（3）选用合适的加热装置，如常见的铁氟龙的盘式加热器，以及价格较低的不锈钢L型加热器。

2.4 电镀生产线溶液搅拌的管理

电镀是一个动态变化的过程，电镀发生时，溶液中局部的浓度会发生变化。搅拌会加速溶液的对流，使阴极附近消耗了的金属离子得到及时补充和降低阴极的浓差极化作用，因而在其它条件相同的情况下，采用搅拌后，可以提高允许的阴极电流密度上限值，在较高的电流密度和较高的电流效率下得到细致紧密的镀层。搅拌常用的是采用活性炭或PP线缠绕式过滤器（图4）。主要管理要点如下。

（1）使用活性炭过滤器时，注意使用的时间；若时间过长，会影响电镀溶液中的添加剂含量，进而影响电镀层的质量。

（2）使用PP线缠绕式过滤器，必须定期更换，保证过滤循环效果。

3 电镀生产线异常时的处置方式

当异常发生时，作业者需严格按照既定的处置方式实施，一般而言，需建立如下的处置流程（图5）。

通过建立异常处置流程，可以保证问题解决的效果和及时性。

4 结语

通过对电镀生产线和过程关键参数的管控，保证了电镀过程的连续和稳定；因此，电镀生产线的管理结果直接决定电镀产品的质量，是引线框架制造企业内部管理的关键部分。

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