淺談引線框架電鍍生產(chǎn)線的管理要點

王友明

摘 要：隨著市場對產(chǎn)品性能的進一步需求，引線框架產(chǎn)品的功能要求也會愈加重要，通過對引線框架電鍍生產(chǎn)線的管理研究，也將尋找到更科學(xué)、更有效的方法，這也必將帶動引線框架的技術(shù)發(fā)展。該文說明了引線框架制造中電鍍的技術(shù)要求，介紹了引線框架電鍍生產(chǎn)線的現(xiàn)場管理要點，描述了引線框架電鍍過程的關(guān)鍵參數(shù)以及管理重點，并提出了解決方法，給出了問題發(fā)生時的處置流程，有利于引線框架電鍍行業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)和質(zhì)量提高。

關(guān)鍵詞：引線框架 電鍍 過程管理

中圖分類號：TQ153.16 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（c）-0149-03

引線框架是半導(dǎo)體封裝的基礎(chǔ)材料，是集成線路芯片的載體，借助于鍵合金絲實現(xiàn)芯片內(nèi)部電路和外部的電路連接。生產(chǎn)引線框架的材料主要是電子銅帶，為了保證封裝時焊線和引線框架的良好焊接性能，需要在引線框架的引線（焊線區(qū)域）和基島（芯片承載區(qū)域）表面作特殊處理，處理方式包括電鍍銀、電鍍鎳等方式。電鍍后的引線框架具備更優(yōu)異的導(dǎo)電性和散熱性。

常見的電鍍方式是電鍍銀，引線框架電鍍銀的工藝主要包括：上料→電解除油→活化→預(yù)鍍銅→預(yù)鍍銀→局部鍍銀→退銀→防銀膠擴散→防銅變色→烘干→收料。電鍍線分為卷式電鍍線和片式電鍍線，由于卷式電鍍線效率高，在實際應(yīng)用中更多。

由于引線框架對電鍍表面的質(zhì)量，包括電鍍層的厚度、光亮度、粗糙度、潔凈度等都有較高的要求，因此引線框架電鍍生產(chǎn)線的管理需要嚴格控制。

1 引線框架電鍍生產(chǎn)線的現(xiàn)場管理

傳統(tǒng)的電鍍車間，給人的印象是污水橫流、氣味較重，但引線框架電鍍時，必須保證電鍍面的潔凈，因此要求電鍍生產(chǎn)線作特別管理。

1.1 電鍍生產(chǎn)線廢氣的管理

電鍍生產(chǎn)線產(chǎn)生的廢氣中包含水蒸氣、酸堿及氰化物混合物等，濃度過大，對操作人員的身心有較大傷害，且影響操作的積極性，同時對設(shè)備也有腐蝕和損壞。目前的處理方式主要包括以下幾個方面。

（1）設(shè)備槽體上安裝蓋板，可以減少電鍍廢氣的逸出。

（2）控制電鍍?nèi)芤旱臏囟龋M量采用低溫的工藝，減少藥品加熱的工序。

（3）在設(shè)備上不安裝抽風管，通過外部的廢氣塔，完全抽走電鍍線產(chǎn)生的廢氣；抽風管安裝時，考慮到廢氣冷卻后，凝水倒流到槽體引起污染的可能性。

1.2 電鍍生產(chǎn)線用水的管理

電鍍槽中需要不斷添置水量，控制不當，會使溶液漫出，進而導(dǎo)致整個電鍍車間地面濕滑，且腐蝕地面和設(shè)備地腳部分。目前的處理方式主要包括以下幾種（圖1）。

（1）所有電鍍線的下部槽安裝液位感應(yīng)計，當液位超過警戒線時，自動報警，提醒作業(yè)者停止加水。

（2）進水或液位補加全部換為自動添加裝置，避免添加過量導(dǎo)致溶液漫出。

（3）做好日常液位的點檢記錄，對泵異常或管道破損及時修復(fù)。

1.3 電鍍生產(chǎn)線人員的管理

目前，引線框架電鍍線基本都是自動化操作，但異常處置或者工藝調(diào)節(jié)時，仍離不開操作人員。對操作人員對設(shè)備的熟悉程度或者作業(yè)人員的盡職程度要求較高。管理方式包括以下幾方面。

（1）定期對電鍍線現(xiàn)場人員的技術(shù)能力、管理能力等進行培訓(xùn)，滿足實際生產(chǎn)需要。

（2）建立個人職責說明書，明確各個生產(chǎn)線、各道工序重點關(guān)注的事項。

（3）建立定期巡查制度，保證異常點被及時發(fā)現(xiàn)，并得到盡快處理。

2 電鍍生產(chǎn)線過程關(guān)鍵參數(shù)的管理

電鍍質(zhì)量的關(guān)鍵指標包括：電鍍層厚度、電鍍層光亮度、電鍍區(qū)域及特殊功能要求（包括防變色、防銀膠擴散要求等）。為了滿足相關(guān)指標，必須對電鍍生產(chǎn)線的過程關(guān)鍵參數(shù)進行特別管理。

2.1 電鍍生產(chǎn)線槽體濃度的管理

電鍍?nèi)芤菏请婂儠r最重要的管理參數(shù)，管理要點包括以下幾點。

（1）建立電鍍線工藝標準，明確各道工序需要的藥品名稱、配置周期、管理濃度范圍、添加次數(shù)等內(nèi)容。

（2）設(shè)置專門的藥品分析室，定時對在線溶液抽樣分析濃度，確保濃度控制在一定范圍內(nèi)。

（3）對于定量補加的藥品，如添加劑等，利用自動藥品添加裝置，保證藥品添加周期的穩(wěn)定。

（4）建立濃度分析趨勢圖，確保濃度的穩(wěn)定。

2.2 電鍍生產(chǎn)線電流的管理

在電鍍工序，電流密度的大小直接決定電鍍質(zhì)量的優(yōu)劣。一般而言，若電流過大，在產(chǎn)品的尖端或末梢部位容易出現(xiàn)瘤狀或樹枝狀結(jié)晶；如電流密度繼續(xù)升高，則由于析氫，材料附近的pH升高而形成氫氧化物，吸附或夾雜在鍍層中，致使形成海綿狀鍍層（圖2）。

電流主要從以下幾點管控。

（1）選用合乎規(guī)范、性能穩(wěn)定的整流器；如日本的三色整流器，使用壽命長，且輸出電流穩(wěn)定。

（2）整流器或設(shè)備電流調(diào)節(jié)部位設(shè)置自動報警裝置，通過設(shè)置電流管理的上下限報警，可以及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常產(chǎn)品，防止流入客戶處。

（3）定期更換電極或電線，減少電流傳送過程的損耗，避免產(chǎn)生高電壓。

（4）選用合理的電流波形，在引線框架電鍍時，一般選用脈沖電源，因為在電鍍過程中，脈沖電源可通過改變其輸出波形的頻率、占空比和平均電流密度，來改變電鍍槽中金屬離子電沉積過程，使電沉積過程在較寬范圍內(nèi)變化，從而可獲得均勻致密、較為理想的鍍層（圖3）。

其工作原理如下。

—Ton：表示脈沖電流導(dǎo)通時間，又名脈沖寬度，由金屬離子的擴散速度和在材料表面放電速度決定。

—ToFF：表示脈沖電流關(guān)斷時間，由鍍層金屬離子的擴散速度所控制的材料擴散層的消失速度決定。

—T=Ton+ToFF，表示脈沖電流脈沖周期。

—Tr：表示脈沖電流上升時間。

—Tl：表示脈沖電流穩(wěn)定時間。

—Tf：表示脈沖電流跌落時間。

2.3 電鍍生產(chǎn)線溫度的管理

電鍍?nèi)芤旱臏囟龋绊懙疆a(chǎn)品的反應(yīng)速度。當溫度升高時，溶液的電導(dǎo)率增加，槽電壓降低，從而增大溶液的分散能力，使鍍層均勻分布。但溫度過高，使溶液中的光亮劑分解，會降低電鍍后產(chǎn)品的光亮度。溫度主要從如下幾個方面管控。

（1）選用合適材料的槽體，如HTPVC（耐高溫聚氯乙烯）材料，即溶液焊接，保溫性好，且耐溫在80℃以上，是常用的材料。

（2）槽體內(nèi)安裝溫度上下限報警裝置，提醒作業(yè)者溫度過高或過低。

（3）選用合適的加熱裝置，如常見的鐵氟龍的盤式加熱器，以及價格較低的不銹鋼L型加熱器。

2.4 電鍍生產(chǎn)線溶液攪拌的管理

電鍍是一個動態(tài)變化的過程，電鍍發(fā)生時，溶液中局部的濃度會發(fā)生變化。攪拌會加速溶液的對流，使陰極附近消耗了的金屬離子得到及時補充和降低陰極的濃差極化作用，因而在其它條件相同的情況下，采用攪拌后，可以提高允許的陰極電流密度上限值，在較高的電流密度和較高的電流效率下得到細致緊密的鍍層。攪拌常用的是采用活性炭或PP線纏繞式過濾器（圖4）。主要管理要點如下。

（1）使用活性炭過濾器時，注意使用的時間；若時間過長，會影響電鍍?nèi)芤褐械奶砑觿┖浚M而影響電鍍層的質(zhì)量。

（2）使用PP線纏繞式過濾器，必須定期更換，保證過濾循環(huán)效果。

3 電鍍生產(chǎn)線異常時的處置方式

當異常發(fā)生時，作業(yè)者需嚴格按照既定的處置方式實施，一般而言，需建立如下的處置流程（圖5）。

通過建立異常處置流程，可以保證問題解決的效果和及時性。

4 結(jié)語

通過對電鍍生產(chǎn)線和過程關(guān)鍵參數(shù)的管控，保證了電鍍過程的連續(xù)和穩(wěn)定；因此，電鍍生產(chǎn)線的管理結(jié)果直接決定電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量，是引線框架制造企業(yè)內(nèi)部管理的關(guān)鍵部分。

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