CN1322863A - 电镀装置 - Google Patents
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Abstract
一种简单的焊料电镀装置,其用一个搬送轨道来形成连续多个组合的电镀膜。该电镀装置至少有两排装有不同构成的电镀液的多个电镀浴槽的电镀浴槽移动部件。此外,在该电镀浴槽移动部件中有空的电镀浴槽、水洗浴槽。而且,这些电镀浴槽按照在导电部件21上形成的电镀液来选择。由此,可以用一个搬送轨道将多个组合的电镀膜连续形成在导电部件21上。
Description
本发明涉及电镀装置，特别涉及使电镀浴槽自由移动、将多个组合的金属材料的电镀膜形成单层或至少两层以上的电镀装置。
用Sn单体或Sn合金的电镀层覆盖Cu单体、Cu合金或Fe-Ni合金这样的导电部件的表面的引线材料，具有Cu单体或Cu合金具备的良好导电性和机械强度。并且，该引线材料是兼有Sn单体或Sn合金具备的耐腐蚀性和良好焊料粘附性的高性能导体。因此，它们被广泛用于各种端子、连接器、引线这样的电气及电子设备领域和电力电缆领域等。
此外，在将半导体芯片装载到电路板上的情况下，在半导体芯片的下引线部通过进行使用Sn合金的熔融电镀或电气电镀，来提高该下引线部的焊料粘附性。这种Sn合金的代表例是焊料(Sn-Pb合金)，由于焊料粘附性、耐腐蚀性良好，所以作为用于连接器和引线框架等电气和电子工业部件的工业电镀被广泛利用。
图3表示图2所示的半导体引线框架的A-A剖面的引线材料的基本构成的剖面图。例如，导电部件21由Cu、以Cu为主要成分的Cu系合金或以Fe-Ni为主要成分的Fe-Ni系合金构成。而且，在这些导电部件21的表面上，实施不同金属材料的2层电镀膜。例如，Sn的第1电镀膜22和Sn-Bi的第2电镀膜23按该顺序来形成。其中，第1电镀膜22的厚度为t1、第2电镀膜23的厚度为t2时，众所周知，将t1设定为约3～15μm、t2设定为约1～5μm、t2/t1设定为约0.1～0.5后，无论成本方面，还是焊料粘附性、耐热性方面，或者焊料的接合强度或铝线等的熔接部的熔接强度方面都具有良好的特性，可获得作为引线材料的性能提高。
图4是自动电镀装置整体的配置。首先，在碱性电解清洗浴槽31中，除去导电部件21表面上的对焊料电镀表膜的粘合性或焊料粘附性有害的油脂等有机污染物质。接着，在水洗浴槽32中进行清洗后，在化学腐蚀浴槽33中，进行化学腐蚀处理(主要利用氧化还原反应的处理)，通过晶界和夹杂物等的存在来使不均匀表面的导电部件21的表面均匀化。
接着，在水洗浴槽34中清洗后，在酸活性化浴槽35中，除去在水洗浴槽34中附着的氧化膜。接着，在水洗浴槽36中清洗后，在焊料电镀装置37中实施电镀。由于焊料电镀液为强酸性，所以电镀后的表面呈酸性。这样的表面随时间的流逝而表膜变色，焊料粘附性恶化。因此，在水洗浴槽38、中和处理浴槽39中，对电镀表面上残留的酸进行中和，除去吸附的有机物。然后，在水洗浴槽40、热水浴槽41中进行清洗，在干燥装置42中对电镀过的导电部件21进行干燥。
图5是图4所示的整个电镀装置中的化学腐蚀浴槽33的B-B方向上的剖面图。
该化学腐蚀浴槽33的作用与上述相同。这里，说明该电镀装置的结构。在该电镀装置中，卧式推杆331和搬送轨道332在上下方向上可动。而且，决定它们的可动范围的上限位置和下限位置，在其间反复移动。吊钩333按照作业目的以适当的间隔挂在搬送轨道332上。通常为相邻浴槽的中心之间的距离。然后，吊挂要电镀的导电部件21的电镀辅助架334被挂在该吊钩333上，被设置在该电镀装置中。下面说明卧式推杆331。卧式推杆331之间的距离基本上与相邻的浴槽的中心之间的距离相等。然后，该卧式推杆331设置在一个臂上，如果向作业方向将吊钩333送进一个跨距，则该部分复原。然后，该卧式推杆331在上限位置送进一个跨距，在下限位置该部分可复原。此外，搬送轨道332在上下方向上移动，但在行进方向上不移动。通过反复进行该作业，该电镀装置显示其功能。
在上述的电镀装置中，有一条电镀前处理生产线和一条焊料电镀生产线。例如，有在导电部件21上形成作为第1电镀膜22的Sn电镀膜、作为第2电镀膜23的Sn-Bi的电镀膜的情况，以及在导电部件21上形成作为第1电镀膜22的Sn电镀膜、作为第2电镀膜23的Sn-Ag的电镀膜的情况。这种情况下，第1电镀膜22可以使用相同的Sn电镀液，但第2电镀膜23使用的电镀液则不同。因此，在导电部件21上形成前者的电镀膜结束之后，使电镀装置停止一次，在将浴槽内的电镀液替换为后者使用的电镀液之后，接着在导电部件21上形成电镀膜。
如上所述，在该焊料电镀装置中，有一条电镀前处理生产线和一条焊料电镀生产线。因此，在将多个组合的电镀膜形成在导电部件21上的情况下，在电镀膜的组合调换时，产生不能连续进行作业的问题。换句话说，在该电镀装置中，将可电镀的导电部件21依次浸渍到准备的电镀液中，可以连续形成相同电镀膜组合的电镀膜。但是，不能按照要电镀的导电部件21的使用用途，将多个组合的电镀膜连续形成在导电部件21上。即，对于焊料生产线来说，在电镀液的调换上有需要时间长和费事的问题。
而且，除了上述以外，在管理焊料生产线方面，也要花费很多劳动。例如，有在一个电镀浴槽内使用了某种电镀液后，使用电镀液构成不同的另一电镀液的情况。此时，如果不可靠地除去前者的电镀液，则后者的电镀液的构成就可能改变。此外，如果使用的电镀液构成不同，则在该电镀浴槽内使用的阳极也不同，必须进行更换。即，在电镀液管理或电镀浴槽管理等维护方面，也存在要花费很多劳动的问题。
为了实现上述目的，在本发明中，在电镀生产线中设置滑动机构，由此，可以用一个搬送轨道将多个组合的单层或2层以上的电镀膜连续形成在导电部件21上。
图1是本发明的电镀装置中使用的电镀生产线的说明图。
图2是实施本发明和现有电镀的半导体芯片的说明图。
图3是本发明和现有的两层电镀膜构成的从图2所示的半导体引线框架的A-A方向观察的剖面说明图。
图4是本发明和现有的自动电镀装置整体配置的说明图。
图5是从本发明和现有的化学腐蚀浴槽的B-B方向观察的剖面说明图。
图1是具有实施本发明的电镀装置的滑动功能、在第1排拥有2个第1电镀浴槽、而在第2排拥有3个第2电镀浴槽的焊料电镀生产线的配置图。此外，与图4所示的整个电镀装置的焊料电镀装置37相对应。
在图1中，该电镀装置有预浸渍浴槽371、第1电镀浴槽372、373、第2电镀浴槽374、375、376、水洗浴槽377。此外，在各个电镀浴槽中，设置溢流浴槽378、379、380、381、382。这些浴槽的功能是利用电镀浴槽内的水流将不溶性杂质等取入到浴槽内。然后，对取入到这些浴槽内的电镀液进行过滤，将该过滤的电镀液送入到电镀浴槽372、373、374、375、376内。
在本发明中，在焊料电镀生产线中，可以用一个搬送轨道在可电镀的导电部件21上按照使用用途形成多个组合的电镀膜。
具体地说，该焊料电镀生产线的结构与图5相同。例如，在该图1的焊料电镀生产线中，在电镀浴槽373中灌入Sn的电镀液，在电镀浴槽375中灌入Sn-Ag的电镀液，在电镀浴槽376中灌入Sn-Bi的电镀液，而电镀浴槽372、374是空的。然后，这些电镀浴槽按照被电镀的导电部件21的使用用途移动到必要的电镀浴槽选择的搬送轨道之下，在导电部件21上形成电镀膜。结果，在导电部件21上形成Sn的单层电镀膜，形成第1层为Sn、第2层为Sn-Ag或Sn-Bi的电镀膜等。引线材料的构造与图3相同，所以共用符号。
第1，说明仅将单层Sn的第1电镀膜22形成在导电部件21上的顺序。这里，如上所述，选择灌入Sn的电镀液的第1电镀浴槽373和空的电镀浴槽374。在上述的电镀前处理生产线中处理过的导电部件21在预浸渍浴槽371中进行除去表面的氢氧膜，并且在该期间第1电镀浴槽373移动到搬送轨道之下。然后，在这里形成Sn的电镀膜期间第2电镀浴槽374移动到搬送轨道之下。形成了Sn的电镀膜的导电部件21移动到第2电镀浴槽374中，但在该电镀浴槽中因未灌入电镀液而不形成电镀膜。接着，在水洗浴槽377中清洗电镀过的导电部件21。结果，在导电部件21上仅形成Sn的单层电镀膜。
这里，在图1的电镀装置中，由于在第2排的电镀浴槽移动部件中拥有空的电镀浴槽，所以如上所述，在导电部件21上形成单层Sn的电镀膜。但是，还有以下情况。有第2排的电镀浴槽移动部件未将电镀浴槽配置在搬送轨道之下的情况，此外还有在搬送轨道之下选择水洗浴槽的情况。在前者的情况下，在搬送轨道之下不存在电镀液，在导电部件21上不形成电镀膜。在后者的情况下，仅通过纯水来清洗电镀过的导电部件21，不形成电镀膜。
第2，说明将两层的第1电镀膜22和第2电镀膜23形成在导电部件21上的顺序。在导电部件21上形成电镀膜的步骤与上述的内容相同。但是，这次选择第2电镀浴槽375或376，在导电部件21上形成Sn-Ag或Sn-Bi的第2电镀膜23。结果，使导电部件21形成Sn和Sn-Ag或Sn和Sn-Bi的两层电镀膜。
这里，在图1的电镀装置中，第1电镀浴槽的电镀液的金属材料是Sn，第2电镀浴槽的电镀液的金属材料是Sn-Ag或Sn-Bi。而且，这些金属和除了溶解它们的溶剂以外的溶液是同一液体组成，所以可以将电镀膜连续形成在导电部件21上。但是，也有用液体组成不同的电镀液来将电镀膜形成在导电部件21上的情况。此时，通过在第2排的电镀浴槽移动部件中拥有清洗用的水洗浴槽，在该浴槽中可以清洗导电部件21，所以可以用一个搬送轨道来连续形成多个组合的电镀膜，而与电镀液的液体组成无关。
因此，在本发明中，预先准备灌入电镀液组成不同的多个电镀液的电镀浴槽。然后，可以按照使用用途来选择这些电镀浴槽。结果，可以用一个搬送轨道来形成多个组合的电镀膜。
即，与上述的电镀前处理生产线一样，可以用一个搬送轨道在导电部件21上连续形成多个组合的电镀膜。由此，根据电镀膜的组合，不必使电镀装置被暂时停止来调换浴槽内的电镀液。结果，可以大幅度地缩短作业时间，并且不必费事地调换电镀液。此外，在调换同一浴槽中的电镀液时，各个电镀液之间没有混入，可以大幅度地减少电镀液管理和电镀浴槽、电镀设备等维护中的劳动。
另外，用一个搬送轨道可以连续形成多个组合的电镀膜。例如，有在第1电镀浴槽中选择空的电镀浴槽，用第2和第3电镀浴槽来形成电镀膜的方法，或在第1和第2电镀浴槽中选择空的电镀浴槽，仅用第3电镀浴槽来形成单层的电镀膜的方法等。此外，在相邻的电镀生产线上有灌入同一成分的电镀液的电镀浴槽，通过连续选择这些浴槽，可以在导电部件21上形成厚的电镀膜。
无论哪种情况，如上所述，通过利用本发明的滑动功能，都可以用一个搬送轨道连续形成多个组合的电镀膜。
如上所述，以焊料电镀的情况为例进行了说明，但该电镀装置不限于焊料电镀的利用。例如，可以镀锡、镀铜、镀镍等。无论哪种情况，使用该电镀装置，都可以用一个搬送轨道在导电部件21上连续形成多个组合的电镀膜。
由以上说明可知，在本发明的电镀装置中可获得以下效果。
该电镀装置通过使焊料电镀生产线具有滑动功能，可以用一个搬送轨道来连续形成单层或多个组合的电镀膜。因此，在每次更换导电部件上形成的电镀膜时不必更换电镀液，不必临时停止电镀装置。由此，可以用一个搬送轨道将多个组合的电镀液连续形成在导电部件上，并且，可以节省调换电镀液的时间。此外，在调换同一浴槽中的电镀液时，各个电镀液之间没有混入，可以大幅度地减少电镀液管理和电镀浴槽、电镀设备等维护中的劳动。
Claims (5)
1．一种电镀装置，具有电镀前处理生产线和电镀生产线，其特征在于：
构成所述电镀生产线，使具有电镀液组成不同的多个电镀浴槽的电镀浴槽移动部件滑动，在所述电镀前处理生产线上处理过的导电部件上形成一个以上的电镀膜。
2．如权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，具有多排所述电镀浴槽移动部件，使所述电镀浴槽移动部件分别滑动，在所述导电部件上连续形成多个组合的电镀膜。
3．如权利要求1或权利要求2所述的电镀装置，其特征在于，在所述电镀浴槽移动部件的多个电镀浴槽中有空的电镀浴槽或水洗浴槽。
4．如权利要求2或权利要求3所述的电镀装置，其特征在于，所述电镀浴槽移动部件可不将电镀浴槽配置在搬送轨道之下。
5．如权利要求2至权利要求4中任一项所述的电镀装置，其特征在于，所述电镀浴槽移动部件将相同成分的电镀液灌入到相邻的所述电镀浴槽，使相同电镀膜成分的电镀膜形成得厚。
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