电子元器件高速连续电镀设备及工艺介绍

电子元器件高速连续电镀设备及工艺介绍电子元器件高速连续电镀设备及工艺介绍 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 如宁波某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 在子槽中对 工件完成电镀 清洗等各工序 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 膜带压住 工件随喷镀轮的转动同步移动 而镀液由泵从特定方向喷射到未被屏蔽的工件 表面上 这样这部分表面就被镀上所需的镀层 而被掩膜及喷轮压住的部分则未未镀上 此种设备被广泛用于 IC SOT 塑封引线框架的局部镀银 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 其局部电镀的基本原理是 一段工件被送入约 60cm 长 的压板喷镀模具中 并定位 然后工件被上模板压紧 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 约几秒到十多秒后工件达到所需镀层厚度 然后泵 停 松模 镀好的工件被拉前移 下一段工件同时进入喷模 然后重复前面的动作 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 片式连续全浸镀自动生产线 这种线体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 宁波某公司利用此原理自制了一条手工上下挂的连续全镀镍片式框架生产线 产品质量 及成品率比原手工挂镀时有了大幅度提高 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 不过过程基本一致 都需经 过除油 活化 电镀 清洗 烘干等工序 下面举例说明 5 1 1 IC 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 SHIPLEY 公司的 Silverjet220 SE ENGELHARD CLAL 公司的 K980 OMI 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 ENGELHARD CLAL 公司的 ENGOLD2010C HS SHIPLEY 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 SHIPLEY 公司的 SolderonBHT 90 ENGELHARD CLAL 公司的 CN 494BR 21 Schloetter 公司的 SLOTOLETGB40 1SHIHARA 公司的 FH 50 OMI 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 SHIPLEY 公司的 Solderon SC Schlotter 公司的 KB30 ISHZHARA 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