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电子元器件高速连续电镀设备及工艺介绍

摘 要： 介绍了几种用．于电子元器件电镀的高速连续电镀自动线，并对电镀工艺流程及高速电镀液的工艺
条件作了简单的叙述。
关键词： 电子元器件；高速镀；连续镀
? 前言
随着电于信息技术的高速发展，近年来，电子元器件的需求量迅速增长，而且大多数的元器件都需要经过电镀处理。
从国际电子元器件产品的发展情况来看，七十年代主要以日本及欧美为主电子元器件的生产制造重心转移到了新加坡、台湾、香港等地区；然而进入九十年代后，其发展重心逐步转移向了中国大陆，大批外商在中国设厂。他们在给我们带来市场的同时，也引入了许多
先进的生产设备及工艺。因此，国内电子元器件电镀的生产工艺近年来迅速向国际先进技术水平靠拢，其最突出的就是采用高速连续电镀自动生产线生产。
本文从电子元器件产品的电镀需求出发，对高速连续电镀线的特点、类型及电镀工艺条件作简单的介绍。
2 电子元器件电镀的特点及要求
2．1镀件尺寸小，批量大，要求采用低成本、高效率的电镀生产方式。
2．2镀层要求高
2．2．1电镀元器件一般为功能性镀层，有其特殊的可焊性、导电率等要求，最主要镀种为：Ag、Au、Sn／Pb、Ni等。
2．2．2许多元件对其电镀位置有严格的要求，要求局部电镀。如SOT-23半导体塑封引线框架，其要求局部镀银的宽度范围为1．1±0．1mm。
2．2．3有些元件要求在同一零件的不同位置镀不同的镀层。如：接插件需一端镀金，另一端镀锡铅；有些半导体引线框架局部镀镍、局部镀银等。
2．2．4电子元器件电镀中大量采用高速连续自动线来满足以上要求。
3 高速连续电镀自动线的特点
3．1镀速快、效率高
采用高速度镀液，可在高电流密度下电镀，如高速镀银，一般控制在60-100ASD，最高时可达到300ASD。电镀线的镀速，一般可达到7—8m／min，对有些产品甚至
可达到20m／min。
3．2自动化程度高，产品质量稳定
由于自动化程度高，大大提高了生产效率，且大大减少人为因素对产品质量的影响，可24h连续生产、如宁波康强电子有限公司目前有十多条电镀自动线，而操作工人每班仅需15人左右。
3．3适合各种电镀区域控制的要求，既可全镀，也可局部镀。
3．4符合环保控制要求
3．4．1废水量少：大量采用逆流漂洗技术，废水量小，甚至可以达到零排放。
3．4．2现场环境控制好，全密封，废气抽出车间外处理?车间内一般无跑、冒、滴、漏现象。
4 高速连续电镀设备介绍
目前国内已有100多余条各种类型的连续电镀生产自动线，大多数用于半导体塑封引线框架电镀及各种连接器电镀，以下仅就本人的了解作——些简单介绍：
4．1连续电镀设备的基本结构
4．1．1连续自动电镀设备一般由二部分组成，即传送装置及电镀槽系统。
4．1．2电镀槽系统一般都是采用子母槽结构：将母槽的药水由泵抽到子槽，在于槽中对]：：件完成电镀、清洗等各—厂序，镀液再从子槽流回母槽。如此周而复始，保证电
镀过程的连续进行。
4．1．3根据工件要求的不同，在子槽中采用各种类型的电镀位置(区域)控制机构，如此也就派生出厂各种类型的连续电镀设备。
4．2高速连续电镀设备的类型
根据工件类型可分为“卷对卷”式和“片对片”式，根据电镀位置控制方法的不同，又可分为浸镀、轮镀、压板式喷镀等类型。
4．2．1卷对卷式连续全浸镀生产线
这是连续电镀中最简单、最基础的一种生产线，只需将镀液从母槽中抽到子槽上，让工件连续经过各道子槽工序(丁件在子槽中被镀液全淹没)，最后洗净、烘干，就得到了连续镀的成品。
此种电镀被广泛用于铜带镀银、镀镍、镀锡铅，铜丝镀金、镀银，半导体引线框架全镀银、全镀镍及接插件全镀锡铅等。
4．2．2卷对卷式连续局部浸镀生产线
此种设备基本原理与前面的全浸镀生产线差不多，只是有的工序采用液面控制方法进行局部电镀(上半部分不镀)，
这种设备常用来镀半导体引线框架的局部镀银、局部镀镍，也用来镀接插件的一端镀金，一端镀锡铅等。
4．2．3卷对卷式连续轮镀(喷镀)自动线
此种喷镀线是为满足产品单面局部镀而设计，镀·件的一个面贴于喷镀轮上，另一面被掩膜压带压住，工件随喷镀轮的转动同步移动，而镀液被泵从特定方向喷射到未被压住的工件表面上，这样这部分表面就被镀上所需的镀层，而被隐膜及喷轮压住的部分则基本未镀上。
此种设备被广泛用于IC、SOT塑封引线框架的局部镀镍，也用于接插件的局部镀金。
4．2．4卷对卷压板式喷镀自动线
此种电镀线是间歇式喷镀与连续带镀的组合，在压板喷镀单元的前后有缓冲装置，使整条电镀线的生产仍是连续不间断的。其局部镀的基本原理是：一段工件被送入约80cm长的压板喷镀模具中，并定位，然后工件被上下模板压紧，同时启动液泵，将镀液高速喷射到工
件表面上(在需电镀区模板上有开口)，约十多秒后工件达到所需镀层厚度，然后泵停，松模，镀好的工件前移，下一段工件同时进入喷模，然后重复前面的工序，如此周而复始，达到产品局部单面镀的目的。
此种设备最常用于IC塑封引线框架的局部镀银。
4．2．5片式局部喷镀自动线
以上介绍均为卷式连续电镀。但有些电子元件是片式的。如多腿数的IC框架，用卷式电镀易变形，一般是先冲制成片式，再局部单面镀银。此种设备国内较少，其电镀基本原理与压板式喷镀相近，只是传送机构上有所不同。
此种设备有十二通道，可同时镀十二中不同规格的1C框架。
4．2．6片‘Z寸片式连续全浸镀自动生产线
这种线的电镀原理同卷对卷式全浸镀差不多，只是传送装置不同。此种设备一般为环形线，多用于IC塑封框架的高速镀锡铅，并带有自动上片，自动收片装置，适于镀层一致性要求高的情况下使用。

5 高速连续电镀自动线的工艺条件
5．1工艺流程
不同产品对镀层要求不同，其工艺流程排布也有所不同，不过基本过程一致，都需经过去油、活化、电镀、清洗、烘干等工序，下面举例说明。
5．1．1IC塑封引线框架电镀工艺流程
上料→电解去油→水洗→酸活化→水洗→预镀铜一水洗→预浸(镀)银→水洗→局部镀银→回收→水洗→退镀银→水洗→防变色剂→水洗→高纯水洗→吹风→烘干→下料。
5．1．2接插件电镀工艺流程
上料→电解去油→水洗→酸活化→水洗→镀镍→水洗→局部镀金→水洗→活化→局部镀锡铅→水洗→中和→水洗→纯水洗→吹风→烘干→下料。
5．2目前国内常用的高速电镀液工艺条件
高速电镀液主要由国外供应商提供，不过国内基本可买到，以下介绍几种常用的高速镀液工艺条件。
5．2．1高速镀银
主要供应商：
①SHIPLEY公司的Silverjet220(SE)
②ENGELHARD-CLAL公司的K980
③OMI公司的SilvrexJS-5
镀液成分及操作条件为(Silverjet220(SE):
Ag 50～100g／L
KCN(游离) 0．5～3g／L
pH 9—9．5
t 60—70℃
Dk 50～200A/dm2
5．2．2镀金
主要供应商：
①ENGELHARD-CLAL公司的ENGOLD2010C(HS)
②SHIPLEY公司的Auronal GC
镀液成分及操作条件为(ENGOLD2010C(HS))：
A，l 6-10g／L
Co 0．7—1．1 g／L
pH 4．2～4．9
t 30-60℃
Dk 1-6A／dm2
5．2．3镀锡铅
a．光亮锡铅(90／10)镀液
主要供应商：
①SHIPLEY公司的SolderonBHT-90
②ENGELHARD-CLAL公司的CN-494BR-21
③Schloetter公司的SLOTOLETGB40
④1SHIHARA公司的FH—50
⑤OMI公司的STANNOSTARHMB
镀液成分及操作条件为(SolderonBHT-90)：
Sn 45-80g／L
Pb
Soldeton HC酸 165-235m1/L
t 20-40℃
Dk 5—25M/dm2
b.暗锡铅(90／10)镀液
主要供应商：
①SHIPLEY公司的Solderon SC
②Schlotter公司的KB30
③ISHZHARA公司的MH-1K
镍液成分及操作条件为(Solderon SC)：
Sn 50～70g／L
Pb 5～7g／L。
Soldern HC酸 165～235ml／L
t 20-60℃
Dk 15-30A/dm2
6 总结
6．1近年来，国内电子元器件业发展迅速。有望成为国际上最大的电子元器件生产基地。因此，国内对于高速连续电镀线的需求市场会逐渐增大，但至今国内尚无电镀设备厂能开发生产此设备，基本上是由电镀生产企业自己在引进国外设备的基础上，对其进行消化吸收，然后仿制。因此，国内电镀设备制造企业有必要在这方面加强开发投入。
6．2目前各企业所用的高速电镀的药剂及添加剂基本上都靠进口，国内产品尚有较大的差距，但价格差别也很大，开发高性能的高速电镀配套产品应有很大的市场潜力-
6．3电子元器件高速电镀在国内尚属较新的技术，国内同行间必须要加强技术交流，以促进我国电子电镀技术水平的提高。
6．4以上是本人对电子元器件高速连续电镀方面的—些认识，由于本人水平及了解的东西有限，此文权当抛砖引玉，文中有诸多不足之处，敬请同行专家指正。