CN100457979C

CN100457979C - 电镀装置

Info

Publication number: CN100457979C
Application number: CNB011121610A
Authority: CN
Inventors: 龟山工次郎
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: CN1333389A; TW501277B

Abstract

要求用1条传送轨道连续地形成多种组合的电镀膜。为响应这个要求而提供一种简便的焊料电镀装置。本电镀装置在传送轨道下设有多个电镀浴槽，该电镀浴槽设有电镀液贮存浴槽。而且，通过用电镀浴槽与电镀液贮存浴槽来转移电镀液，可以选择形成于导电构件21上的电镀膜。因此，可以用1条传送轨道连续地在导电构件21上形成多种组合的电镀膜。

Description

电镀装置

技术领域

本发明有关电镀装置，有关用管道连接电镀浴槽和同这些浴槽对应的电镀液贮存槽，使得电镀液可转移的电镀装置。而且，有关通过电镀液在两浴槽间转移，就能够用一条传送轨道来形成单层或至少2层以上多种组合的金属材料电镀膜的电镀装置。

背景技术

用Sn单体或Sn合金的电镀层涂覆Cu单体、Cu合金或Fe-Ni合金这样的导电构件表面的引线材料，具有Cu单体或Cu合金所具备的优良导电性和机械强度。另外，该引线材料是兼有Sn单体或Sn合金所具备的耐蚀性及良好的锡焊性的高性能导体。因此，将它们广泛用于各种端子、连接器、引线之类的电气、电子装置领域和电力电缆领域等中。

并且，在电路板上安装半导体芯片时，通过在半导体芯片的外引线部进行使用Sn合金的热浸镀或电镀，进行使外引线部的锡焊性提高的处理。这样的Sn合金的典型例是焊锡(Sn-Pb合金)，由于锡焊性和耐蚀性等良好，已广泛用作连接器、引线架等电气、电子工业用部件的工业用电镀。

图4是表示图3所示半导体引线架的A-A剖面的引线材料基本结构的剖面图。例如，导电构件21由Cu、以Cu为主成分的Cu系合金或以Fe-Ni为主成分的Fe-Ni系合金构成。而且，在这些导电构件21的表面上，施加有不同金属材料的2层电镀膜。例如，按该顺序形成Sn的第1电镀膜22和Sn-Bi的第2电镀膜23。在这里，可以知道，当形成第1电镀膜22的膜厚为t₁，第2电镀膜23的膜厚为t₂时，若设定t₁约为3～15μm，t₂约为1～5μm，t₂/t₁约为0.1～0.5，则无论在成本方面、锡焊性、耐热性方面，并且无论在焊锡的焊接强度或铝线等熔接部的熔接强度方面，都有良好的特性，由于作为引线材料的性能得到了提高，故是合适的。

图5是自动电镀装置的整个布局图。首先，在碱性电解洗净浴槽31中，除去妨碍导电构件21表面的焊料电镀皮膜的粘附性或锡焊性的油脂等有机性污染物质。其次，在水洗用浴槽32中洗净以后，在化学腐蚀浴槽33中进行化学腐蚀处理(基本上是利用氧化-还原反应的处理)，使因存在晶粒边界或夹杂物等而变成不均匀表面的导电构件21的表面均匀化。

接着，在水洗用浴槽34中洗净后，在酸活化浴槽35中，除去由水洗用浴槽34附着的氧化膜。其次，在水洗用浴槽36中洗净以后，在焊料电镀装置37中施行电镀。焊料电镀液为强酸性，因而电镀后的表面呈酸性。这样的表面随时间的经过皮膜会变色而锡焊性恶化。因此，在水洗用浴槽38、中和处理浴槽39中对残留于电镀层表面的酸进行中和，并除去吸附着的有机物。然后，用水洗用浴槽40和热水洗用浴槽41洗净，再在干燥装置42中干燥电镀过的导电构件21。

图6是图5所示整个电镀装置中化学腐蚀浴槽33的B-B方向剖面图。

该化学腐蚀浴槽33的作用同上述一样。在这里，说明该电镀装置的构造。在该电镀装置中，横送式推进器331和传送轨道332的构造是上下方向一起可动。而且，决定着其可动范围的上限位置和下限位置，并重复在其间进行移动。悬挂用钩333根据作业目的，以适当间隔挂到传送轨道332上。通常是相邻的浴槽中心之间的距离。而且，将挂上待镀的导电构件21的电镀辅助架334挂到该悬挂用钩333上，并调整成该电镀装置。下面，陈述有关横送式推进器331。横送式推进器331间的距离，基本上与相邻的浴槽中心间的距离大致相等。而且，该横送式推进器331被设置在一条传送轨道的臂上，如果把悬挂用钩333往作业方向传送1个跨距，就成为其相应的回程。而且，该横送式推进器331在上限位置传送1个跨距，则在下限位置就变成其相应的回程。并且，传送轨道332在上下方向移动而在进行方向不动。通过该作业的重复，执行本电镀装置功能。

在上述的该电镀装置中，具有1条电镀前处理线和1条焊料电镀线。例如，有时侯在导电构件21上形成Sn的电镀膜为第1电镀膜22而形成Sn-Bi的电镀膜为第2电镀膜23，和有时候在导电构件21上形成Sn的电镀膜为第1电镀膜22而形成Sn-Ag的电镀膜为第2电镀膜23。这时，第1电镀膜虽然也可以两方使用同样Sn电镀液，但是第2电镀膜使用的电镀液不同。因此，结束在导电构件21上形成前者电镀膜后，一次停止电镀装置将浴槽内的电镀液换成后者用的电镀液后，接着在导电构件21上形成电镀膜。

如上所述，在该焊料电镀装置中，具有1条电镀前处理线和1条焊料电镀线。因此，在导电构件21上形成多种组合电镀膜的情况下，变换电镀膜组合时，会发生不能连续进行作业这样的问题。换句话说，在该电镀装置中，可以顺次将导电构件21浸渍到准备好的电镀液里，连续形成同样电镀膜组合的电镀膜。可是，不可能根据待电镀的导电构件21的使用用途，在导电构件21上连续形成多种组合的电镀膜。即，对焊料电镀线而言，存在更换电镀液花费多余的时间和麻烦的问题。

进而，除上述问题以外，有关管理焊料电镀线的事情，也要花费很大劳力。例如，使用一个电镀浴槽的电镀液后，往往使用电镀液构成不同的另一种电镀液。这时，若不可靠地除去前者的电镀液，就会改变后者电镀液的液构成。并且，如果所用的电镀液构成不同，则在该电镀浴槽中所用的阳极也不同而必须更换。即，有关电镀液管理或浴槽管理等维护方面存在着也要花费很多劳力的问题。

发明内容

为达到上述目的，在本发明的电镀线中，在传送轨道下具有多个电镀浴槽。而且，与该电镀浴槽对应设置电镀液贮存浴槽并设有使电镀液在两浴槽间转移的功能。或者在传送轨道下设置多个电镀液浴槽和各自设置电镀液贮存浴槽并设有使电镀液在两浴槽间转移的功能。因此，在可以用1条传送轨道在导电构件21上连续形成多个组合的单层或2层以上的电镀膜方面具有特征。

本发明还包括：

一种电镀装置，具有这样的电镀线，在传送轨道下方配置多个电镀浴槽，在用上述传送轨道传送的导电构件上施加1层或2层电镀膜，其特征是，

上述电镀浴槽通过管道与电镀液贮存浴槽连接，使电镀液通过上述管道在上述电镀浴槽和上述电镀液贮存浴槽之间移动；

在上述导电构件上不施加电镀膜的情况下，在上述电镀浴槽中使上述电镀浴槽内的电镀液通过上述管道移动到上述电镀液贮存槽中。

附图说明

图1是说明用于本发明的电镀装置中的电镀线的图。

图2是说明用于本发明的电镀装置中的电镀线的图。

图3是说明实施本发明和现有的电镀的半导体芯片图。

图4是说明由本发明和现有的2层电镀膜构成的图3中所示的半导体引线架从A-A方向来看的剖面图。

图5是说明本发明和现有的自动电镀装置整个的布局图。

图6是说明本发明和现有的图5中所示自动电镀装置整个的化学腐蚀浴槽从B-B方向着的剖面图。

具体实施方式

图1是简略示出用于实施本发明的电镀装置的焊料电镀线功能的布局图。在该焊料电镀线中，在传送轨道272下设置有预浸渍浴槽273、第1电镀浴槽274、第2电镀浴槽275、第3电镀浴槽276和水洗用浴槽277。而且，用横送式推进器271每次送1个跨距，使用这些浴槽在导电构件21(参照图4)上形成电镀膜来说都与以往同样。

在本发明中，作为第1实施例，是与电镀浴槽对应来设置所需要的电镀液贮存浴槽的方式。例如，如图1所示，在第1电镀浴槽274上不设置电镀液贮存浴槽，而是分别设置第2电镀浴槽275用的第1电镀液贮存浴槽279和第3电镀浴槽276用的第2电镀液贮存浴槽280。这时，也为了有效地利用作业空间，而且，在电镀浴槽下设置电镀液贮存浴槽，以便电镀液贮存时，能够在短时间内贮藏电镀液。因此，在本焊料电镀线中，在可按照使用用途，用1条传送轨道在导电构件21上连续形成多种组合的电镀膜方面具有特征。

图2也与上述图1同样，简略地示出用于实施本发明的电镀装置的焊料电镀线功能的布局图。在该焊料电镀线中，在传送轨道372下，设置有预浸渍浴槽373、第1电镀浴槽374、第2电镀浴槽375、第3电镀浴槽376和水洗用浴槽377。而且，用横送式推进器371每送1个跨距，使用这些浴槽在导电构件21上形成电镀膜。

而且，作为第2实施例，是给所有的电镀浴槽设置电镀液贮存浴槽的方式。例如，如图2所示，分别设置第1电镀浴槽374用的第1电镀液贮存浴槽379、第2电镀浴槽375用的第2电镀液贮存浴槽380和第3电镀浴槽376用的第3电镀液贮存浴槽381。这时也与上述第1实施例同样，在电镀浴槽下设置有电镀液贮存浴槽。因此，在本焊料电镀线中，在可按照使用用途、用1条传送轨道在可导电的构件21上连续形成多种组合的电镀膜方面具有特征。

具体地就第1实施例而言，该焊料电镀线的传送构造与上述的图6同样。例如，该图1的焊料电镀线中，给第1电镀浴槽274装入Sn的电镀液，给第2电镀浴槽275内装入Sn-Ag的电镀液。而且，这些电镀浴槽按照待电镀的导电构件21的使用用途，选择需要的电镀浴槽，把不需要的电镀浴槽内电镀液转移到电镀液贮存浴槽。可是，在本实施例中，常常把电镀液装入到装过Sn电镀液的第1电镀浴槽274中，把导电构件21浸渍在该Sn电镀液里。其结果是，导电构件21上或者形成Sn的单层电镀膜，或者形成第1层为Sn，第2层为Sn-Bi或Sn-Ag的电镀膜。另外，引线材料的构造与图4相同，因而使标号共同。

第1，陈述有关导电构件21上只形成Sn单层的第1电镀膜22的情况。在这里，装Sn电镀液的第1电镀浴槽274里常常装着Sn电镀液，使导电构件21上形成Sn的电镀膜。首先，将在上述电镀前处理线处理过的导电构件21，在预浸渍浴槽273内进行表面羟基膜的除去，将其浸渍在第1电镀浴槽274的Sn电镀液里。而且，在此期间不以第2电镀浴槽275和第3电镀浴槽276在导电构件21上形成电镀膜，因此浴槽内的电镀液转移到第1电镀液贮存浴槽279和第2电镀液贮存浴槽280里。在第1电镀浴槽274形成了Sn电镀膜的导电构件21被送往第2电镀浴槽275、第3电镀浴槽276，但因这些电镀浴槽没有装入电镀液而不会形成电镀膜。其次，在水洗用浴槽277里洗净形成了电镀膜的导电构件21表面。其结果，导电构件21上形成有Sn的单层电镀膜。

第2，陈述有关导电构件21上形成2层的第1电镀膜22和第2电镀膜23的情况。在导电构件21上形成电镀膜的工序与上述的内容相同。首先，第1电镀浴槽274内总是装着Sn的电镀液，因而导电构件21上形成Sn的第1电镀膜22。而且，按照该导电构件21的使用用途，选择形成第2电镀膜23的电镀浴槽。在这里，最初形成Sn-Bi的第2电镀膜23时，把第3电镀浴槽276内的Sn-Ag电镀液移动到第2电镀液贮存浴槽280中。而且，其次形成Sn-Ag的第2电镀膜时，把第2电镀浴槽275内的Sn-Bi电镀液转移到第1电镀液贮存浴槽279里，Sn-Ag电镀液从第2电镀液贮存浴槽280回到第3电镀浴槽276内。其结果，导电构件21上形成Sn与Sn-Bi或Sn与Sn-Ag的2层电镀膜。

在这里，在图1的电镀装置中，第1电镀浴槽274的电镀液的金属材料是Sn，第2电镀浴槽275的电镀液的金属材料是Sn-Bi，第3电镀浴槽276的电镀液的金属材料是Sn-Ag。而且，除去这些金属和将其溶解的溶剂的溶液为同一溶液构成，因而可以连续在导电构件21上形成电镀膜。可是，有时也用溶液构成不同的电镀液，在导电构件21上形成电镀膜。这时，在电镀液构成不同的电镀浴槽间备有装入纯水的电镀浴槽，通过洗净电镀后的导电构件21的表面，防止这些液构成不同的电镀液互相混合。而且，当不需要该纯水时，就装到电镀液贮存浴槽内。因此，可以用1条传送轨道在导电构件21上连续地形成多种组合的电镀膜，而与电镀液的液构成无关。

具体地就第2实施例而言，关于该焊料电镀线的电镀方法，与上述第1实施例相同。例如，该图2的焊料电镀线中，给第1电镀浴槽374装入Sn电镀液，给第2电镀浴槽375装入Sn∶Bi＝98(重量％)∶2(重量％)的电镀液，给第3电镀浴槽376装入Sn∶Bi＝43(重量％)∶57(重量％)的电镀液。而且，这些电镀浴槽按照待电镀的导电构件21的使用用途，选择需要的电镀浴槽，并将不需要的电镀浴槽内的电镀液转移到电镀液贮存浴槽。其结果，在导电构件21上形成Sn或Sn∶Bi＝98(重量％)∶2(重量％)的单层电镀膜，或者形成第1层为Sn，第2层为Sn∶Bi＝43(重量％)∶57(重量％)的2层电镀膜，或者形成第1层为Sn∶Bi＝98(重量％)∶2(重量％)，第2层为Sn∶Bi＝43(重量％)∶57(重量％)的2层电镀膜等。

在该第2实施例中，为了在导电构件21上形成第1电镀膜22，可以使用Sn∶Bi＝98(重量％)∶2(重量％)的电镀液。这时，因电镀液里含有百分之几左右的Bi，故显著抑制第1电镀膜22中的晶须(针状晶体)。

因而，在本发明中，设置有装入电镀液构成不同的多种电镀液的电镀浴槽，并对该电镀浴槽根据需要或全部设置电镀液贮存浴槽。而且，按照导电构件21的使用用途，可使电镀液转移于这两个浴槽间。其结果，用1条传送轨道就可连续形成多种组合的电镀膜。

也就是，可以连续地用1条传送轨道在导电构件21上形成多种组合的电镀膜。因此，不需要根据电镀膜的组合，暂停电镀装置而来更换浴槽内的电镀液。其结果，可以大幅度缩短作业时间，而且，可以省掉更换电镀液的麻烦。并且，当更换同一浴槽内的电镀液时，不会使各种电镀液互相间混合起来，也可以大幅度减少电镀液的管理和电镀浴槽、电镀用设备等维护的劳力。

此外，还可以用1条传送轨道连续形成多种组合的电镀膜。例如有，把第1电镀浴槽的电镀液转移到第1电镀液贮存浴槽内，用第2和第3电镀浴槽形成电镀膜的方法，或把第1和第2电镀浴槽的电镀液转移到第1和第2电镀液贮存浴槽内，仅用第3电镀浴槽形成单层电镀膜的方法等。并且，采用给相邻的电镀浴槽内装入同一组成的电镀液的办法，可在导电构件21上形成厚的电镀膜。

任何情况下，如上所述，通过使本发明的电镀液转移于两浴槽间，就能够用1条传送轨道连续形成多种组合的电镀膜。

如上所述，把焊料电镀的情况作为例子来说明，然而本电镀装置可不限制利用于焊料电镀。例如，有镀Sn、镀Cu、镀Ni等。即使在这些场合，也可以使用本电镀装置，用1条传送轨道连续地在导电构件21上形成多种组合的电镀膜。

以上的说明很清楚，由本发明的电镀装置可获得如下的效果。

这种本电镀装置，在焊料电镀线上由于具有使电镀液在两浴槽间转移的功能，所以可用1条传送轨道连续形成单层或多种组合的电镀膜。因此，每次变换形成于导电构件上的电镀膜，无需更换电镀液，也不必暂停电镀装置。由此，可以用1条传送轨道连续地在导电构件上形成多种组合的电镀膜，故能够大幅度地缩短作业时间，而且，可以省掉转换电镀液的麻烦。并且，当更换同一浴槽内的电镀液时，不会使各种电镀液互相之间混合起来，也可以大幅度减少电镀液的管理和电镀浴槽、电镀用设备等维修的劳力。

Claims

1.一种电镀装置，具有这样的电镀线，在传送轨道下方配置多个电镀浴槽，在用上述传送轨道传送的导电构件上施加1层或2层电镀膜，其特征是，

上述电镀浴槽通过管道与电镀液贮存浴槽连接，使电镀液通过上述管道转移在上述电镀浴槽和上述电镀液贮存浴槽之间移动的电镀液；

当在上述导电构件上不施加电镀膜的情况下，在上述电镀浴槽中使上述电镀浴槽内的电镀液通过上述管道将上述电镀浴槽内的电镀液转移动到上述电镀液贮存槽中。

2.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征是，在低于上述电镀浴槽的位置上设有上述电镀液贮存浴槽。

3.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征是，上述电镀浴槽具有贮存形成Sn金属电镀膜的电镀液的电镀浴槽及贮存形成以上述Sn金属为主金属的Sn合金电镀膜的电镀液的电镀浴槽。