CS215588B1

CS215588B1 - Method of gilding of electronic components

Info

Publication number: CS215588B1
Application number: CS208780A
Authority: CS
Inventors: Bedrich Rous
Original assignee: Bedrich Rous
Priority date: 1980-03-26
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1982-08-27

Abstract

Způsob úpravy zlacených přívodů elektronických součástek. Vynález se týká způsobu úpravy zlacených přívodů elektronických součástek, podle kterého se zlato odstraní z přívodů a nahradí povlakem cínu nebo jeho slitin v jedné operaci. Způsob úpravy zlacených přívodů elektronických součástek spočává v máčení pozlacených přívodů postupně ve dvou nebo více lázních s malým obsahem cínu nebo jeho slitin.Method for treating gold-plated leads of electronic components. The invention relates to a method for treating gold-plated leads of electronic components, according to which gold is removed from the leads and replaced with a coating of tin or its alloys in a single operation. The method for treating gold-plated leads of electronic components consists in dipping the gold-plated leads successively in two or more baths with a small content of tin or its alloys.

Description

Vynález se týká způsobu úpravy zlacených přívodů elektronických součástek.The invention relates to a method for treating gold-plated leads of electronic components.

Kovové části elektronických součástek jsou s ohledem ne technologii jejich výroby upreveny galvanickým povlakem zlata. Tento postup se běžně používá při výrobě diod, tranzistorů a integrovaných obvodů převážně s kovovým pouzdrem, kde zlatý povlak nanesený na držák systému plní několik funkcí. Umožňuje připájení systému k držáku, spojení systému s vnějšími přívody pomoci mikrodrátů a hermetické spojení držáku systému s kovovým pouzdrem Zlaté povlaky chrání po dohotovení elektronické součástky její kovové části před vlivem okolního prostředí a umožňují zapájení přívodů do desek s plošnými spoji. Nevýhodou tohoto postupu je okolnost, že pozlacené přívody v průběhu činnosti zařízení obšas křehnou.The metal parts of the electronic components are coated with a galvanic coating of gold with respect to their production technology. This procedure is commonly used in the manufacture of diodes, transistors and integrated circuits, predominantly with a metal housing, where the gold coating applied to the system holder performs several functions. Allows the system to be soldered to the bracket, micro-wired system connection to external leads, and hermetically sealed system bracket to metal housing Gold coatings protect the metal part of its metal part from the environment after making the electronic component and allow solder leads to the printed circuit boards. The disadvantage of this procedure is that the gold-plated leads sometimes become brittle during the operation of the device.

Tato nežádoucí vlastnost pozlacených přívodů elektronických součástek se projevuje zejména při aplikaci elektronických zařízení ve vlhkém prostředí. Je známo, že přívody· zhotovené, ze stejného podkladového materiálu touto vadou netrpí, jestliže je jejich povrch pokryt cínem nebo slitinou ne bázi cínu a olova. Je proto významné nahradit zlatý, povlak cínem nebo jeho slitinami na přívodech elektronických součástek, čímž se zlepěí vlastnosti součástky a navíc ušetří drahé zlato. Zlatý povlak zůstane pouze na místech, kde je to z technologických důvodů nutné, a to v místě připájení systému a přívodních drátů k držáku systému a v místech, která je třeba ochránit před korozí.This undesirable feature of gold-plated leads for electronic components is particularly evident when applying electronic devices in humid environments. It is known that inlets made of the same substrate material do not suffer from this defect if their surface is covered with tin or non-tin-lead alloys. It is therefore important to replace the gold coating with tin or its alloys on the leads of electronic components, thereby improving the properties of the component and additionally saving expensive gold. The gold coating will only remain where it is necessary for technological reasons, at the point of soldering the system and lead wires to the system bracket, and in places that need to be protected from corrosion.

Je známo více postupů, jak vyloučit zlatý povlak pouze na místech, kde je to z technologických důvodů nutné. Existují zařízení, která dovolí vyloučit zlatý povlak pouze na místech, kde se pájí křemíkový systém, mikrodréty a kde se přivařuje.kryt.There are several ways to eliminate the gold coating only where it is necessary for technological reasons. There are devices that allow the gold coating to be eliminated only in places where the silicon system, the micro-wire is soldered and where the cover is welded.

Zařízení je však drahé a zap uzdřené součástky se musí ještě galvanicky upravovat za účelem zvýšení klimatické odolnosti a zabezpečení pájitelnosti přívodů. Obtížné je i rozpuštění zlatého povlaku na zapouzdřených součástkách chemickými prostředky. Nevyhneme se použití kyanidových, tedy jedovatých lázní a potom musíme odhalené kovové části znovu pracně galvanicky upravovat. Obtížná je i úprava pozlacených přívodů jejich máčením do roztavené lázně ze slitiny Sn-Pb za účelem zabránění občasného křehnutí. Zlato se totiž v této lázni částečně rozpouští a výsledný povlak na přívodech obsahuje kolísavé množství zlata, které postupně roste. Obsah zlata je v pájenénl spoji nežádoucí, nebol způsobuje vznik křehkých intermetalických sloučenin. Částečnou odpomocí je použití lázně o velkém obsahu a její částá výměna. Tímto způsobem snížíme obáah škodlivého zlata v povlaku přívodů, ale kolísání jeho obsahu nezabráníme. Vlastnosti takto upravených přívodů nebudou tedy konstantní. Regenerace zlata je s ohledem na jeho rzptýlení do velkého objemu pájecích lázní obtížná a v praxi se neprovádí. iHowever, the equipment is expensive and the encapsulated components still need to be galvanized to increase climatic resistance and ensure solder solderability. Dissolution of the gold coating on the encapsulated parts by chemical means is also difficult. We cannot avoid the use of cyanide, ie poisonous baths, and then we have to elaborate the revealed metal parts again in a galvanic way. It is also difficult to treat the gilded leads by dipping them into a molten Sn-Pb bath to prevent occasional embrittlement. The gold in this bath partially dissolves and the resulting coating on the inlets contains fluctuating amounts of gold, which gradually grows. The gold content in the brazed joint is undesirable because it causes brittle intermetallic compounds. Partial assistance is the use of a high-volume bath and its replacement. In this way, we reduce the content of harmful gold in the coating of the leads, but do not prevent its content fluctuation. Thus, the properties of the inlets so treated will not be constant. Regeneration of gold is difficult due to its dispersion into a large volume of soldering baths and is not practiced in practice. and

Tyto nevýhody odstraňuje postup dle vynálezu, jehož podstata spočívá v máčení pozlacených přívodů postupně v nejméně dvou lázních s malým obsahem roztaveného cínu nebo jeho slitin. Teplota první lázně je přitom nastavena na takovou výši, aby došlo k úplnému rozpuštění zlata. Tím se zlato koncentruje v první lázni. Postupně ale stoupá obsah zlata na povlaku přívodů. Proto se tyto přívody máčí ještě v druhé nebo další lázni, která obsahuje stejný kov jako první lázeň. Po opuštění poslední lázně jsou přívody pokryty povlakem čímu nebo jeho slitin s nepatrným obsahem zlata. Dostatečné pro většinu případů jsou dvě lázně, nebot koncentrace zlata v první lázni roste asi dvacetkrát rychleji než ve druhé lázni. Dostoupí-li obsah zlata v druhé lázni určité hranice, která je ještě s ohledem na pájitelnost přijatelná, přemístí se druhá lázeň místo první lázně, ta se předá k regeneI raci zlata a místo druhé lázně/se dá čerstvá pájka. Při velkosériové výrobě je vhodné použít ještě třetí lázeň, čímž se koncentrace zlata v první lázni dá ještě dále zvýšit.These disadvantages are overcome by the process according to the invention, which consists in steeping the gold-plated leads successively in at least two baths with a low content of molten tin or its alloys. The temperature of the first bath is set at such a level that the gold is completely dissolved. This concentrates the gold in the first bath. Gradually, however, the gold content on the lead coating increases. Therefore, these inlets are soaked in a second or further bath containing the same metal as the first bath. After leaving the last bath, the inlets are covered with a coating of what or its alloys with a low gold content. Two baths are sufficient for most cases, since the gold concentration in the first bath increases about 20 times faster than in the second bath. If the gold content of the second bath reaches a certain level which is still acceptable with respect to solderability, the second bath is replaced instead of the first bath, which is transferred to the gold recovery and fresh solder is provided instead of the second bath. For large-scale production, it is advisable to use a third bath, whereby the concentration of gold in the first bath can be further increased.

K úplnému rozpuštění zlatého povlaku, obvykle používaného pro tyto účely, dojde téměř okamžitě při teplotách, které leží pod teplotou odolnosti elektronické součástky vůči teplu pájení. Poněvadž se zlatý povlak z přívodů úplně rozpustí, obsahuje povlak cínu nebo jeho slitin na přívodech pouze to množství zlata, které je rozpuštěno vlázn-i. -Jestliže se sleduje obsah zlata v poslední lázni, získá se tím i kontrola obsahu zlata v povlaku na přívodech. Poslední lážeň je možno vyměnit při obsahu asi 1 % zlata, tj. kdy se ještě toto množství nemůže škodlivě projevit. Máčeni přívodů v lázních je možné provádět bez použití tBvidel,The gold coating usually used for this purpose completely dissolves almost immediately at temperatures below the temperature of the electronic component's heat resistance. Since the gold coating from the inlets completely dissolves, the coating of tin or its alloys on the inlets contains only the amount of gold that is dissolved by the yarn. If the gold content of the last bath is monitored, the gold content of the coating at the feeds is also controlled. The last bath can be exchanged at a content of about 1% of gold, ie when this amount can not be harmful. Wetting of the inlets in the baths can be done without using tBvidel,

Způsobem podle vynálezu se zlato úplně odstraní z přívodů a nahradí povlakem cínu nebo jeho slitin v jedné operaci. Touto cestou se odstraní nebezpečí^křehkých přívodů a zároveň se získá drahé zlato. Odpadnou přitom další ná3leúné operace.By the method of the invention, the gold is completely removed from the feeds and replaced by the coating of tin or its alloys in one operation. In this way, the danger of brittle leads is eliminated and expensive gold is also obtained. In this case, other subsequent operations are eliminated.

Způsob úpravy zlacených přívodů elektronických součástek je popsán v příkladu.The method of treatment of gold-plated leads of electronic components is described in the example.

Byly použity dvě lázně. Lázeň č. 1 o č. 2 byly naplněny slitinou SnóOPb zahřátou na t = 280 °C. V obou lázních bylo stejné množství slitiny. Pozlacené přívody integrovaných obvodů byly na dobu asi 2 s. ponořeny bez použití tavidel nejdříve do lázně č. 1 a potom do lázně č. 2. Po zpracováni asi 10 000 ks součástek dosáhl» koncentrace zlata ve 2. lázni 0,29 % a v 1. lázni 6,4 %. Lázeň č. 2 byla proto přesunuta na místo lázně č. 1 a nahrazena lázní s čerstvou slitinou. Regenerace zlata z lázně č. 1 je s ohledem na jeho vysokou koncentraci hospodárně proveditelná.Two baths were used. Bath # 1 o # 2 was filled with SnOOPb alloy heated to t = 280 ° C. There was an equal amount of alloy in both baths. The gold-plated ICs were immersed for about 2 seconds without the use of fluxes first in bath # 1 and then in bath # 2. After processing about 10,000 pieces of gold, the gold concentration in bath 2 reached 0.29% and 1st bath 6.4%. Bath No. 2 was therefore moved to Bath No. 1 and replaced by a fresh alloy bath. Regeneration of gold from bath No. 1 is economically feasible due to its high concentration.

Uvedený postup slouží pouze jako příklad. Další zkoušky ukázaly, že při použití pouze dvou lázní lze první lázeň obohatit zlatém ha obsah asi 13 %, aniž obsah zlata ve druhé lázni stoupl nad škodlivou mez.This is an example. Further tests have shown that with only two baths, the first bath can be enriched with a gold ha content of about 13% without the gold content of the second bath rising above the harmful limit.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A method for treating gilded leads of electronic components to improve their resistance to breakage and gold recovery, characterized in that the leads are dipped successively into at least two baths containing molten tin or its alloys.

2. A method for treating gold-plated leads of electronic components according to claim 1, characterized in that the temperature of the first bath is higher than 230 [deg.] C. and lower than the heat resistance of the treated electronic component. "

3. A method for treating the gold-plated leads of electronic components according to claim 1 or 2, characterized in that the last bath is replaced by a fresh bath as soon as the gold content of the board rises to a level marked as harmful for soldering into printed circuit boards.