集成电路封装技术（第二版）课件 项目10 激光打标、电镀

2025集成电路封装技术1IntegratedCircuitPackagingTechnology激光打标1激光打标芯片种类繁多，仅通过外观难以区分，容易混料且不便于物流跟踪，因此信息标记是区分和追溯的重要一步。打码是信息标记的常用方式，就是在芯片封装模块的表面印上去不掉的、字迹清楚的字母和标识，包括产品批号、型号、制造商的信息、器件代码等，这样既不影响电路运行，又可永久标记，清晰辨认。芯片打码的方式有很多，最常用的是印码(Print)，主要有：直印式、转印式、激光刻印式。激光油墨直印式和转印式均使用油墨实现，油墨打标字迹比较深，相对比清晰。激光打标它利用高能量、高密度的激光对工件某一个部分进行照射，使其表层材料汽化或发生颜色变化，从而留下永久性的标记。在芯片表面进行加工打字对精度的要求非常高，在不损伤元器件的前提下，要求能够标记出清晰的信息。所以相较于其他的打字工艺，一般都选用更加精准且不容易褪色的激光打标。不会损坏被加工物品；加工精细；不易被擦除；不涉及油墨的质量问题；对模块表面的要求相对较低，不需要标记固化工序。优点字迹较淡，不如油墨打码明显缺点对塑封料着色剂的改进解决激光打标机场镜光具座工作台收料区显示屏来料整理调用打标文件打标收料激光打标的操作注意事项①各光学零件表面严禁用手、棉纱、硬物接触或擦拭，也严禁用嘴对着光元件吹气；②激光束能量较大，可能会烧伤皮肤或损坏眼睛，存在一定的危险性，故在操作时需注意保护皮肤和眼睛，避免直接接触皮肤或眼睛直视，防止受到伤害；③不要用反射物质遮挡激光束，以免激光束反射后对人体造成伤害；④选择打标文件时，需确定该文件与该批次产品相对应；⑤操作员不可擅自修改打标内容，发现问题时应向工程师和技术人员反应；⑥框架条轻推入轨道后自动进入打标区，此时禁止人为拉扯框架条，否则可能会导致芯片与设备的损坏；⑦光路调整需要技术人员进行，严禁私自调整。谢谢观看20252025集成电路封装技术9IntegratedCircuitPackagingTechnology电镀1电镀塑封或激光打标之后，需要在引线框架外露的部位覆上一层金属，目的：改变表面的特性，以提供改善外观、耐介质腐蚀、抗磨损以及其它特殊性能，或这些性能的综合。塑料封装一般覆上锡层，金属封装大多覆镍层。锡层一般通过电镀或浸锡的方式实现。方法电镀电镀就是利用金属材料和化学方法，在引线框架表面（材质通常为铜）镀上一层镀层。浸锡浸锡是将框架条直接浸入调配好的锡液中，在外露的框架表面行形成锡层。高浓度的锡具有抗腐蚀、耐变色、易钎焊等特点，但是它在潮湿或者温度变化的环境中易长出晶须。晶须的生长很有可能会造成芯片的管脚之间发生短路，为了避免这一问题，同时为了减少镀层内部的应力，要对电镀之后的芯片进行退火处理。无锡层有锡层晶须烘箱2．1电镀基础知识二个基本概念A．水化作用

当离子化合物加入水中后，由于水分子是极性分子，它一端显正电性，会吸引离子化合物中阴离子；一端显负电性，会吸引离子化合物中阳离子。作用的结果使阴阳离子从固体表面溶入水中，并且使溶入水中的阴阳离子周围吸引着数目不等的水分子，这个过程叫做水化过程（或溶剂化作用），发生水化作用的离子叫水化离子。

B．电极极化作用当电极上有电流通过时，其电极电位将发生变化，偏离其起始电位值，这种现象叫做电极极化。在有电流通过时，阴极的电极电位向负的方向偏移的现象叫阴极极化；而阳极电位向正的方向偏移的现象叫阳极极化。根据产生极化作用原因的不同，可以把极化分为电化学极化和浓差极化两类。在电镀中两种极化是同时存在的，只是在不同的情况下，各自所占的比重不同而已。一般情况下，低电流密度时，电化学极化为主；高电流密度时，浓差极化为主。模拟说法：把一种金属通过某种手段和方法包覆到另一种金属表面上去的过程称为电镀。电镀的硬件说法：实现电镀过程必须有五个硬件，即（1）直流电源；（2）镀槽；（3）含电镀金属的离子的药水；（4）阳极（要电镀的金属）和阴极（加工的工件）；（5）导电棒、电缆、挂架等。把五种硬件组合成电镀电路。开通电源后就能把电镀金属包覆到工件上（阴极上）去，称为电镀。通常说法：用电解的方法把一种金属包覆到另一种金属表面上去的过程称之为电镀。2．2什么叫电镀？2．3电镀原理①②④③⑤①直流电源②镀槽③药水④阳极、阴极（工件）⑤连接导线、电排、电缆等电流方向④※阳极反应：（主反应） 金属原子失去n个电子，氧化成正n价的金属离子。（副反应）水溶液中的羟基氧化成氧气。电极反应阳极：镀层金属※阴极反应：（主反应）正n价金属离子得到n个电子后还原成金属，成为电镀层。（副反应）水溶液中的氢质子得到电子还原成氢气。电极反应阴极：待加工件

在电镀过程中，四个反应同时发生。1.阳极金属不断失去电子而氧化成为金属离子溶解在药水中（阳极金属的溶解）；2.同时阳极上有氧气析出。3.阴极（工件）表面金属离子不断得到电子而还原成金属，即成为电镀层；4.同时阴极上不断析出氢气。2．4以电镀锡为例用电镀电路解释电镀过程

用电化学反应式表示如下：

阳极：（阳极的溶解过程）

在直流电源的作用下，电流通向阳极，阳极锡板（锡球）不断失去电子氧化成金属离子扩散到药水中（阳极的溶解过程），失去电子的金属离子在电源电势的驱动下，向电流反方向运动，通过直流电源富集到阴极上，锡离子在阴极上不断得到电子而还原成金属镀层。4OH⁻-4e⁻=O₂↑+2H₂O2H⁺+2e⁻=H₂↑阴极：（工件上析出镀层的过程）主反应次反应主反应次反应

目前，在电镀工序的电镀方式有二种：半光亮纯锡、光亮纯锡都属于无铅电镀。介绍一下各种不同电镀液的配方:2．5

电镀工艺简介

2．6电镀工艺流程介绍工艺流程：前处理——→电镀——→后处理2.7电镀产品质量标准

一可焊性要求可焊性由公司例试室抽测，必须合格。可焊性的测试方法有“槽焊法”和“润湿法”二种。槽焊法要求覆盖面积大于95%为合格；润湿法以润湿力标准来判定

二：镀层厚度及成分要求半光亮纯锡：

SOT、SOD系列厚度范围（7-17）μm，中大功率产品（7-22）μm

光亮纯锡：中大功率产品（5-20）μm

测量工具：用测厚仪测定。镀层铅含量要求：要求铅含量<100ppm

2．8电镀常见故障及其解决方法

序号故障现象产生原因及解决方法1镀层粗糙、毛刺、阳极呈不规则溶解是因为硫酸浓度过高或硫酸亚锡浓度过高，电流密度大，针对上述原因进行相调整。2复杂几何形状不能达到镀复时。硫酸亚锡浓度过高，适当降低其浓度。3堆锡阴阳极比例不当，调整阴阳极比为1：24溶液混浊、镀层粗糙、发黑。溶液中四价锡过高，或光亮剂SYT-846A过量，针对上述原因进行调整。5镀层小电流处不够光亮。光亮剂少，补充光亮剂SYT-846B

。6阳极严重发黑。溶液中铜离子杂质含量较高，应进行电解处理。7镀液析氢，出现大量气泡。电流密度太大。2.Sn2+浓度过低。3.阳极接触不良。针对上述情况进行相应处理。一：硫酸亚锡光亮电镀2．9电镀设备简介特点：

挂架吊动，挂具到挂具电镀，镀层厚度均匀性差于高速线挂镀线(挂架式):高速电镀线（钢带式）高速线外观图高速电镀线（钢带式）特点：

钢带传动，条到条电镀，镀层厚度均匀性要优于挂镀线2．10电镀后产品的防护

对于电镀后产品必须加强防护，如果不加强防护，不仅会影响到产品的外观质量，而且也可能会影响到产品的参数等性能要求。比如：采用半光亮电镀的产品外形较细腻，当你不戴手套触摸该类产品时，会在产品表面留下指纹等，造成产品外形不良，如下图：

手指直接触摸后造成产品表面玷污

外物玷污造成镀层外观不良2．11半光亮纯锡电镀锡须探讨

锡须是从纯锡镀层表面自发生长出来的一种细长形状的锡结晶。锡须可以呈现各种形态，如直线形、弯曲状等。锡须的截面常呈现出不规则的形状，其外表面有不规则的条纹，就象从不规则形状的模具中挤压出来的一样。大多数的锡须在其根部存在着凹坑。

锡须的危害：锡须的长度可能是1um到1mm，针对电子器件的可焊性镀层，锡须的存在会引起短路，使电子器件的可靠性降低引发电路故障，尤其是密引脚器件。

典型的锡须如图：