CN111850637A - 一种引线框架合金表面电镀锡工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种引线框架合金表面电镀锡工艺，所述引线框架合金表面电镀锡工艺包括前处理、电镀液制备和镀锡过程。本发明引线框架合金表面电镀锡工艺，首先利用前处理液对清洗后的引线框架合金进行前处理，提高引线框架合金表面活性和电镀效果，再有电镀液中不添加铜离子，可以阻止锡须生成，可明显增强镀锡层的稳定性。

Description

一种引线框架合金表面电镀锡工艺
技术领域
本发明涉及表面镀锡技术领域，具体涉及一种引线框架合金表面电镀锡工艺。
背景技术
人类已经进入信息时代，以Internet为代表的IT产业正席卷全球，在这个过程中，电子信息工业的发展起着决定性的作用。电子信息工业已成为衡量一个国家信息化程度的标志。集成电路是现在电子信息技术的核心，由芯片和引线框架经封装而成。在集成电路中，引线框架是连接芯片与外部元件的载体，因此，引线框架在集成电路元件中占据重要的地位。
电镀是一种表面加工工艺，主要是利用电化学方法将金属离子还原为金属，在固体表面上沉积一层金属或合金的过程。在电子仪器中很多元器件或是引线框架通常是在其表面通过电镀沉积一层金属锡来提高其可焊性。考虑到环境保护特别是RoHS政策，IT/IC工业走进了无铅化的时代。无铅镀锡开始引起了广泛关注。
目前，镀锡层面临许多问题，特别是在无铅情况下锡须就是众多不安全因素中的一个。锡须的生长是一个难以意料的问题，有些时候甚至会导致严重的损失。因此，如何优化镀锡层的电镀工艺，控制锡须生长，提高镀锡效率，十分重要。
中国专利CN103187382B公开了一种引线框架，更确切的说，旨在提供一种应用在功率半导体元器件中的铝合金引线框架。提供了铝合金混合材料中各基本材料的种类及其比例关系，以及利用该混合材料所制备的铝合金引线框架。并先在引线框架上电镀一层第一金属电镀层，然后再在第一金属电镀层上电镀第二金属电镀层和第三金属电镀层。将镀有第一、第二、第三金属电镀层的引线框架用来完成芯片粘贴、引线键合和塑封工艺等制造流程。完成塑封工艺之后，还需要在第三金属电镀层裸露在塑封材料之外的区域上电镀第四金属电镀层，电镀工艺复杂，耗时费力。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种引线框架合金表面电镀锡工艺。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种引线框架合金表面电镀锡工艺，包括以下步骤：
步骤A、前处理：将引线框架合金表面除蜡、清洗干净，然后在前处理液中超声处理30min～40min，得到活化的引线框架合金，备用；
步骤B、电镀液制备：按重量份称取电镀液原料，然后在混合机中以550转/分钟～850转/分钟的速率搅拌混合15min～20min，再在研磨机中混合研磨60min～90min，最后采用150目～200目的筛网过滤，得到电镀液；
步骤C、镀锡：步骤A中得到的活化的引线框架合金在温度为95℃～135℃的条件下预热20min～25min，之后放入装有步骤B中得到的电镀液的镀液槽中，进行镀锡，最后在温度为135℃～155℃的条件下烘烤120min～150min得到表面镀锡的引线框架合金。
进一步的，步骤A中，前处理液中各组分的质量百分数为：5.0％～7.5％溴酸钾、0.5％～1.5％草酸、0.8％～1.8％过硫酸钠、3.2％～3.8％聚丙烯醇、余量为去离子水。前处理液中添加溴酸钾、草酸、过硫酸钠和聚丙烯醇共同作用，可活化引线框架合金，提高表面镀锡效果，防止镀层脱落。
进一步的，步骤A中，超声处理温度为33℃～38℃。
进一步的，步骤B中，按重量份称取电镀液原料具体称量为：硫酸锌3.0份～5.0份、硫酸锡1.0份～6.0份、氯化亚锡2.0份～5.0份、硝酸银0.3份～0.6份、偏钛酸钾0.02份～0.08份、络合剂25.0份～35.0份、稳定剂1.0份～3.0份、水850.0份～1050.0份。电镀液中不添加铜离子和铅离子，减少锡须生成，降低环境污染，同时添加锌离子和银离子，提高镀锡效率，阻止锡须生长，添加偏钛酸钾、络合剂和稳定剂，稳固镀层，提高镀层耐磨、耐热强度，增强抗氧化能力，延长使用寿命。
更进一步的，按重量份称取电镀液原料具体称量为：硫酸锌3.5份～4.5份、硫酸锡2.0份～5.0份、氯化亚锡3.0份～4.0份、硝酸银0.4份～0.5份、偏钛酸钾0.04份～0.06份、络合剂27.0份～33.0份、稳定剂1.5份～2.5份、水900.0份～1000.0份。
更进一步的，络合剂为酒石酸钠、乙二胺四乙酸、葡萄糖酸按质量比1：0.3：0.1组成。选用组合络合剂，络合效果明显，镀层稳定性强。
更进一步的，稳定剂为香豆素、乳酸、茶多酚、锡抗氧化剂ZL-60、谷氨酸钠按质量比1：2.0：0.8：2.0：0.2～0.5组成。
进一步的，步骤C中，镀锡厚度为2.5um～5.5um。
进一步的，步骤C中，镀锡过程中，pH值5.5～6.1、电流密度3.0A/dm2～4.0A/dm2、温度40℃～55℃、电镀20min～25min。
本发明的优点是：
(1)本发明引线框架合金表面电镀锡工艺，首先利用前处理液对清洗后的引线框架合金进行前处理，提高引线框架合金表面活性和电镀效果，再有电镀液中不添加铜离子，可以阻止锡须生成，可明显增强镀锡层的稳定性；
(2)本发明引线框架合金表面电镀锡工艺，电镀液中不添加铅离子，环保性较好，不会对环境造成污染和破坏，安全性高；
(3)本发明引线框架合金表面电镀锡工艺中，在镀层形成之后，烘烤120min～150min，可明显消弱镀层的残余应力，阻止锡须的生长；
(4)本发明引线框架合金表面电镀锡工艺，简单环保，电镀液选材价格低廉、工艺成本较低，适合推广。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种引线框架合金表面电镀锡工艺
包括以下步骤：
步骤A、前处理：将引线框架合金表面除蜡、清洗干净，然后在前处理液中，温度为33℃的条件下超声处理30min，得到活化的引线框架合金，备用；
上述，前处理液中各组分的质量百分数为：5.0％溴酸钾、0.5％草酸、0.8％过硫酸钠、3.2％聚丙烯醇、余量为去离子水。
步骤B、电镀液制备：按重量份称取电镀液原料，然后在混合机中以550转/分钟的速率搅拌混合15min，再在研磨机中混合研磨60min，最后采用150目的筛网过滤，得到电镀液；
上述，按重量份称取电镀液原料具体称量为：硫酸锌3.0g、硫酸锡1.0g、氯化亚锡2.0g、硝酸银0.3g、偏钛酸钾0.02g、络合剂25.0g、稳定剂1.0g、水850.0g；络合剂为酒石酸钠、乙二胺四乙酸、葡萄糖酸按质量比1：0.3：0.1组成；稳定剂为香豆素、乳酸、茶多酚、锡抗氧化剂ZL-60、谷氨酸钠按质量比1：2.0：0.8：2.0：0.2组成。
步骤C、镀锡：步骤A中得到的活化的引线框架合金在温度为95℃的条件下预热20min，之后放入装有步骤B中得到的电镀液的镀液槽中，进行镀锡，最后在温度为135℃的条件下烘烤120min得到表面镀锡的引线框架合金。
上述，镀锡厚度为2.5um；镀锡过程中，pH值5.5、电流密度3.0A/dm2、温度40℃、电镀20min。
实施例2
一种引线框架合金表面电镀锡工艺
包括以下步骤：
步骤A、前处理：将引线框架合金表面除蜡、清洗干净，然后在前处理液中，温度为38℃的条件下超声处理40min，得到活化的引线框架合金，备用；
上述，前处理液中各组分的质量百分数为：7.5％溴酸钾、1.5％草酸、1.8％过硫酸钠、3.8％聚丙烯醇、余量为去离子水。
步骤B、电镀液制备：按重量份称取电镀液原料，然后在混合机中以850转/分钟的速率搅拌混合20min，再在研磨机中混合研磨90min，最后采用200目的筛网过滤，得到电镀液；
上述，按重量份称取电镀液原料具体称量为：硫酸锌5.0g、硫酸锡6.0g、氯化亚锡5.0g、硝酸银0.6g、偏钛酸钾0.08g、络合剂35.0g、稳定剂3.0g、水1050.0g；络合剂为酒石酸钠、乙二胺四乙酸、葡萄糖酸按质量比1：0.3：0.1组成；稳定剂为香豆素、乳酸、茶多酚、锡抗氧化剂ZL-60、谷氨酸钠按质量比1：2.0：0.8：2.0：0.5组成。
步骤C、镀锡：步骤A中得到的活化的引线框架合金在温度为135℃的条件下预热25min，之后放入装有步骤B中得到的电镀液的镀液槽中，进行镀锡，最后在温度为155℃的条件下烘烤150min得到表面镀锡的引线框架合金。
上述，镀锡厚度为5.5um；镀锡过程中，pH值6.1、电流密度4.0A/dm2、温度55℃、电镀25min。
实施例3
一种引线框架合金表面电镀锡工艺
包括以下步骤：
步骤A、前处理：将引线框架合金表面除蜡、清洗干净，然后在前处理液中，温度为34℃的条件下超声处理32min，得到活化的引线框架合金，备用；
上述，前处理液中各组分的质量百分数为：5.5％溴酸钾、0.7％草酸、1.0％过硫酸钠、3.4％聚丙烯醇、余量为去离子水。
步骤B、电镀液制备：按重量份称取电镀液原料，然后在混合机中以650转/分钟的速率搅拌混合16min，再在研磨机中混合研磨70min，最后采用160目的筛网过滤，得到电镀液；
上述，按重量份称取电镀液原料具体称量为：硫酸锌3.5g、硫酸锡2.0g、氯化亚锡3.0g、硝酸银0.4g、偏钛酸钾0.04g、络合剂27.0g、稳定剂1.5g、水900.0g；络合剂为酒石酸钠、乙二胺四乙酸、葡萄糖酸按质量比1：0.3：0.1组成；稳定剂为香豆素、乳酸、茶多酚、锡抗氧化剂ZL-60、谷氨酸钠按质量比1：2.0：0.8：2.0：0.3组成。
步骤C、镀锡：步骤A中得到的活化的引线框架合金在温度为105℃的条件下预热21min，之后放入装有步骤B中得到的电镀液的镀液槽中，进行镀锡，最后在温度为140℃的条件下烘烤130min得到表面镀锡的引线框架合金。
上述，镀锡厚度为3.5um；镀锡过程中，pH值5.6、电流密度3.2A/dm2、温度45℃、电镀21min。
实施例4
一种引线框架合金表面电镀锡工艺
包括以下步骤：
步骤A、前处理：将引线框架合金表面除蜡、清洗干净，然后在前处理液中，温度为36℃的条件下超声处理38min，得到活化的引线框架合金，备用；
上述，前处理液中各组分的质量百分数为：7.0％溴酸钾、1.3％草酸、1.6％过硫酸钠、3.6％聚丙烯醇、余量为去离子水。
步骤B、电镀液制备：按重量份称取电镀液原料，然后在混合机中以750转/分钟的速率搅拌混合19min，再在研磨机中混合研磨80min，最后采用190目的筛网过滤，得到电镀液；
上述，按重量份称取电镀液原料具体称量为：硫酸锌4.5g、硫酸锡5.0g、氯化亚锡4.0g、硝酸银0.5g、偏钛酸钾0.06g、络合剂33.0g、稳定剂2.5g、水1000.0g；络合剂为酒石酸钠、乙二胺四乙酸、葡萄糖酸按质量比1：0.3：0.1组成；稳定剂为香豆素、乳酸、茶多酚、锡抗氧化剂ZL-60、谷氨酸钠按质量比1：2.0：0.8：2.0：0.4组成。
步骤C、镀锡：步骤A中得到的活化的引线框架合金在温度为125℃的条件下预热24min，之后放入装有步骤B中得到的电镀液的镀液槽中，进行镀锡，最后在温度为150℃的条件下烘烤140min得到表面镀锡的引线框架合金。
上述，镀锡厚度为4.5um；镀锡过程中，pH值6.0、电流密度3.8A/dm2、温度53℃、电镀24min。
实施例5
一种引线框架合金表面电镀锡工艺
包括以下步骤：
步骤A、前处理：将引线框架合金表面除蜡、清洗干净，然后在前处理液中，温度为35℃的条件下超声处理35min，得到活化的引线框架合金，备用；
上述，前处理液中各组分的质量百分数为：6.5％溴酸钾、1.0％草酸、1.3％过硫酸钠、3.5％聚丙烯醇、余量为去离子水。
步骤B、电镀液制备：按重量份称取电镀液原料，然后在混合机中以700转/分钟的速率搅拌混合18min，再在研磨机中混合研磨75min，最后采用180目的筛网过滤，得到电镀液；
上述，按重量份称取电镀液原料具体称量为：硫酸锌4.0g、硫酸锡3.5g、氯化亚锡3.4g、硝酸银0.4g、偏钛酸钾0.05g、络合剂30.0g、稳定剂2.0g、水950.0g；络合剂为酒石酸钠、乙二胺四乙酸、葡萄糖酸按质量比1：0.3：0.1组成；稳定剂为香豆素、乳酸、茶多酚、锡抗氧化剂ZL-60、谷氨酸钠按质量比1：2.0：0.8：2.0：0.3组成。
步骤C、镀锡：步骤A中得到的活化的引线框架合金在温度为120℃的条件下预热23min，之后放入装有步骤B中得到的电镀液的镀液槽中，进行镀锡，最后在温度为145℃的条件下烘烤135min得到表面镀锡的引线框架合金。
上述，镀锡厚度为4.0um；镀锡过程中，pH值5.7、电流密度3.5A/dm2、温度48℃、电镀23min。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种引线框架合金表面电镀锡工艺，其特征在于，所述引线框架合金表面电镀锡工艺包括以下步骤：
步骤A、前处理：将引线框架合金表面除蜡、清洗干净，然后在前处理液中超声处理30min～40min，得到活化的引线框架合金，备用；
步骤B、电镀液制备：按重量份称取电镀液原料，然后在混合机中以550转/分钟～850转/分钟的速率搅拌混合15min～20min，再在研磨机中混合研磨60min～90min，最后采用150目～200目的筛网过滤，得到电镀液；
步骤C、镀锡：步骤A中得到的活化的引线框架合金在温度为95℃～135℃的条件下预热20min～25min，之后放入装有步骤B中得到的电镀液的镀液槽中，进行镀锡，最后在温度为135℃～155℃的条件下烘烤120min～150min得到表面镀锡的引线框架合金。
2.根据权利要求1所述的引线框架合金表面电镀锡工艺，其特征在于，步骤A中，所述前处理液中各组分的质量百分数为：5.0％～7.5％溴酸钾、0.5％～1.5％草酸、0.8％～1.8％过硫酸钠、3.2％～3.8％聚丙烯醇、余量为去离子水。
3.根据权利要求1所述的引线框架合金表面电镀锡工艺，其特征在于，步骤A中，所述超声处理温度为33℃～38℃。
4.根据权利要求1所述的引线框架合金表面电镀锡工艺，其特征在于，步骤B中，所述按重量份称取电镀液原料具体称量为：硫酸锌3.0份～5.0份、硫酸锡1.0份～6.0份、氯化亚锡2.0份～5.0份、硝酸银0.3份～0.6份、偏钛酸钾0.02份～0.08份、络合剂25.0份～35.0份、稳定剂1.0份～3.0份、水850.0份～1050.0份。
5.根据权利要求4所述的引线框架合金表面电镀锡工艺，其特征在于，所述按重量份称取电镀液原料具体称量为：硫酸锌3.5份～4.5份、硫酸锡2.0份～5.0份、氯化亚锡3.0份～4.0份、硝酸银0.4份～0.5份、偏钛酸钾0.04份～0.06份、络合剂27.0份～33.0份、稳定剂1.5份～2.5份、水900.0份～1000.0份。
6.根据权利要求4所述的引线框架合金表面电镀锡工艺，其特征在于，所述络合剂为酒石酸钠、乙二胺四乙酸、葡萄糖酸按质量比1：0.3：0.1组成。
7.根据权利要求4所述的引线框架合金表面电镀锡工艺，其特征在于，所述稳定剂为香豆素、乳酸、茶多酚、锡抗氧化剂ZL-60、谷氨酸钠按质量比1：2.0：0.8：2.0：0.2～0.5组成。
8.根据权利要求1所述的引线框架合金表面电镀锡工艺，其特征在于，步骤C中，所述镀锡厚度为2.5um～5.5um。
9.根据权利要求1所述的引线框架合金表面电镀锡工艺，其特征在于，步骤C中，所述镀锡过程中，pH值5.5～6.1、电流密度3.0A/dm2～4.0A/dm2、温度40℃～55℃、电镀20min～25min。
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