CN1125198C - 引线框的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造引线框的方法，包括以下步骤，将合金构成的金属板成型为引线框的形状；在该金属板上电镀镍；在该镀镍的金属板上电镀钯或钯合金；在450℃-800℃下加热该镀钯的金属板30-160秒。因此，通过热处理而进行的溢流电镀引线框的重新排列，有效地除去了引线框电镀层中形成的气孔数目，从而极大减少了腐蚀部分的数目。

Description

引线框的制造方法
本发明涉及一种制造引线框(lead frame)的方法。
一般地，通过冲压成形或腐蚀加工，将薄板型引线框材料(通常为铜或镍合金)成形为引线框形状。引线框成形后，为获得完整的引线框，在所得到的结构上进行金属(如Ni)的溢流电镀(overflow plating)，随后是使用钯(Pd)或钯-镍(Pd-Ni)合金的另一溢流电镀。
可将溢流电镀方法广义地划分为电解液电镀方法和非电解液电镀方法，电解液方法更为普遍。电解液电镀方法包括强行使溶解于溶液中的阳离子沉淀到引线框材料的表面，通过给引线框充负电而镀于材料的表面。
接受电子的金属阳离子以晶核的形式沉淀于引线框的表面。这些晶核发生不均匀地沉淀，有赖于引线框的形状、电流密度以及溶解于溶液中的金属阳离子的浓度分布。当晶核产生于引线框表面的某一位置时，金属以一种大于相邻晶核的生长速度而在晶核周围生长。通过X射线衍射分析，观察到电镀层的均匀晶体线性取向时，这种现象得以证实。
这样的一种电镀结构就导致了电镀层上晶核间的气体或气孔的出现，结果腐蚀性离子，如氯离子(Cl-)，就会容易地通过气孔进入电镀层。实际上，如果电镀后的引线框上进行盐喷射试验，试验中的引线框由合金42(即，包含42％Ni的Ni-Fe合金)组成，2-3小时内就会观察到引线框整个表面上形成气孔的周围发生的腐蚀现象。这种腐蚀侵蚀了引线框的表面，降低了引线框的电导率，因此，不利地影响其性能。此外，因为作为导电材料的钯具有高的反应能力，电镀溶液引入的氢离子导致了脆性裂痕，这就削弱了电镀表面。
为解决以上问题，本发明的一个目的就是通过热处理和重新排列电镀层的晶体结构来消除有害的气体成分，从而将气孔量减至最小。正如在本文中已概括的广义定义的，为达到以上目的，本发明提供了制造引线框的一种方法，该方法包括溢流电镀引线框形成电镀层，以及加热电镀过的引线框以重新排列电镀层。
根据本发明的一个优选实施方案，在450℃-800℃之间的湿度于气体环境中加热电镀的引线框，保温30秒-60秒，这种气体环境包括从氮气、氢气、氩气和氦气中选出的至少一种气体。
该发明的其它目的和优点，在后面的描述中将部分阐述，部分在描述中较明显，或可以通过该发明的实践了解到。借助于在所附的权利要求书中特别指出的要点和结果，会实现和获得该发明的目的和优点。
根据本发明的一个实施方案，为制造引线框，由合金42制作的薄板状材料，最好象传统加工方法中的那样，用冲压成形或腐蚀加工。然后，在引线框上进行溢流电镀，用钯或钯合金，使引线框与外部电流的电接触更容易。其次，对已电镀的引线框进行热处理。这种热处理是本发明的一个关键特征。
通常地，将金属加热至超过某一预定的温度时，金属中的气体就会被排除，也就进行了一恢复的步骤：称这种现象为“晶体的重新排列”。并且，正如在本文中体现的，通过包含重新排列的热处理，经溢流电镀引线框的电镀层中形成的气孔数目明显减少。金属的重新排列温度通常是其熔点的0.3-0.6倍。例如，镍的熔点是1,455℃，其重新排列温度在245℃-764℃的范围内。
正如在本文中体现的，热处理(过程)包括在热处理炉内足以导致重新排列的温度下加热已电镀过的引线框，保持一预定的时间；冷却被加热的引线框；从炉中抽出热处理的引线框。正如在本文中表达的，通常用滑轮提升引线框材料，以便于大生产。并且，最好以不变的进料速度将引线框放入加热炉中，通过改变进料速度控制加热保温时间。
热处理过程中引线框的电镀层的氧化，是通过和空气中的氧结合而产生的，倾向发生在较高的温度环境下，为防止这种氧化，最好将氮、氢、氩和/或氦通入加热炉内。冷却时，考虑到重新排列的引线框的强度，可适当调整制冷剂和冷却速度。
为比较经过热处理的(即，重新排列的)与未经过热处理的引线框中形成的气孔数量，用0.203mm厚合金42原料加工出两组试样，1A-1D和2A-2D。然后，每个试样均进行重新排列热处理和盐浴试验。盐浴试验过程中，每个试样浸在20℃的5wt％盐水中96小时，随后测量试样15×25mm2电镀的部位中出现的腐蚀部分的数目。应该意识到腐蚀部分的数目正比于气孔的数目。
传统的除油和活化后，在以下条件下，用溢流电镀加工试样。试样1A-1D镀厚度大约为1.5μm的镍，用工业镍电镀溶液，如SOFNALR，然后镀厚度大约0.2μm的钯，用工业钯溶液，如ALPADIN-100R，随后，试样1B、1C和1D分别在450℃(试样1B)、600℃(试样1C)和800℃(试样1D)进行热处理，每一种持续90秒。试样1A是个作为对比的例子，未进行热处理。
试样2A-2D镀厚度大约1.5μm的镍，用工业镍电镀溶液，如SOFNALR，然后镀厚度大约0.2μm的钯合金(Pd-Au)，用工业钯合金溶液，如PALLAGOLDR。随后，试样2B、2C和2D分别在450℃(试样2B)、600℃(试样2C)和800℃(试样2D)进行热处理，每一种均持续90秒。试样2A是个作为对比的例子，未进行热处理。表1和表2显示了每个试样的测试数据。
                    表1
    试样号     加热温度   腐蚀部分的数目
    1A     -     25
    1B     450℃     4
    1C     600℃     1
    1D     800℃     7
                    表2
    试样号     加热温度   腐蚀部分的数目
    2A     -     24
    2B     450℃     3
    2C     600℃     2
    2D     800℃     3
与未经热处理的试样1A和2A相比，经过热处理的试样1B-1D和2B-2D中腐蚀部分的数目明显减少。从以上表可以了解到，最好在450℃-800℃之间加热、保温90秒。而且，加热时间最好在30秒-160秒范围内。
根据本发明，通过热处理而产生的溢流电镀的引线框的重新排列，有效地消除引线框的电镀层中形成的气孔数目，从而极大降低了腐蚀部分的数目。使抗腐蚀性恶化的气体成分，例如氢气，电镀过程中由电镀溶液引入的，也被除去了。此外，抗腐蚀能力增强时，引线框的电导率也提高了。并且，通过热处理，改善了引线框的延伸率性能，因此，将引线框的弯曲部分中裂纹出现降至最小。
考虑到在本文中揭示的发明的详细说明和实践，对本领域技术熟练的人员来说，该发明的其它实施方案是显然的。有意将详细说明和例子仅看作示范性的，在下面的权利要求书中指出该发明的真正的范围和灵魂所在。

Claims (4)

1.制造引线框的一种方法，包括以下步骤：
将合金构成的金属板成型为引线框的形状；
在该金属板上电镀镍；
在该镀镍的金属板上电镀钯或钯合金；
在450℃-800℃下加热该镀钯的金属板30-160秒。
2.如权利要求1中的制造引线框方法，其中所说的加热步骤在包括从氮气、氢气、氩气和氦气中选出的至少一种气体的气体环境中进行。
3.如权利要求1中的制造引线框方法，其中所说的镍电镀至1.5微米的厚度。
4.如权利要求1中的制造引线框方法，其中所说的钯或钯合金电镀至0.2微米的厚度。
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