| 近年来，随着电子信息产业的发展，集成电路元器件的市场需求量也在不断增长。要生产一个集成电路元件，除了需要集成电路芯片外，还需要有引线框架、金属焊丝、塑封体等多种原材料，经多道工序加工才能完成。 在集成电路元件的生产制造过程中，引线框架作为芯片的重要载体，给芯片提供了支撑的基座，并提供焊接的引线及导脚。因此，为了保证框架与芯片及金属丝间的可焊性及元件的电性能，需要对引线框架的有效区域(局部)进行电镀处理。目前主要采用的是高速局部镀银技术，下面将针对这一技术的特点及工艺条件进行简单介绍。 所谓局部电镀技术，就是在不需电镀的地方，采用精密模具及软性材料将其掩蔽，使电镀只在露出的部位上进行。如图4-24所示，当引线框架被压在上下硅胶模中间时，只有中间朝下的一小块地方被镀液喷到而产生镀层，其他区域被上下硅胶模密封住，从而实现了单面局部电镀的目的，局部镀银图片见图4-25。 (1)局部镀银的镀层特点 ①镀层纯度及厚度为了保证有良好的可焊性，要求镀银层的纯度为99.9%，厚度要达到3.5μm以上。 ②镀层外观镀银层表面要均匀、细致，不得有粗糙、沾污、氧化现象。镀银层光亮度一般控制在半光亮。光亮度过高，则镀层的内应力、硬度、熔点都会偏高，从而影响镀层的可焊性;若光亮度过低，则容易使镀层疏松不致密，容易造成表面氧化，表面一旦氧化，则会大大降低其可焊性。因此，镀层光亮度的控制原则是在保证均匀、结晶细致的前提下，控制适当的光亮度(一般控制在GAM0.6～0.8为宜)。
图4—24局部电镀机构水意
图4—25局邵镀银图片 ③镀层结合力 IC引线框架的镀层结合力一般以高温试验的方法来检验，要求在450℃下烘烤3min，镀银层不得有起皮、剥落、变色、氧化等现象。 ④电镀区域引线框架一般都要求局部单面电镀，这不仅仅是为了降低成本的需要，在很多时候还是产品本身特性的要求。由于塑封材料与铜(引线框架几乎全部采用铜材料)的结合力比与银的结合力强得多(已通过可靠性试验验证)，所以，对于一些性能要求高的集成电路元件，对引线框架镀银区域的控制要求非常严格，绝不允许镀银层漏镀到塑料封装区域之外。 (2)局部镀银的设备要求 为了满足局部镀银的镀层要求，必须采用专门的电镀设备及工艺。目前流行的方法是采用卷对卷式连续高速局部点镀银工艺，不仅可获得高质量的镀层，而且由于采用高速喷镀的方法，生产效率也得到了很大提高。 (3)高速局部镀银的工艺特点 1)与传统氰化物镀银工艺的差异 传统氰化物镀银主要是利用氰化钾良好的络合、极化作用来获得细致、均匀的电镀层，因此，其电流密度较低，否则强烈的极化效应将使镀层烧焦。而高速镀银的要求则恰好与此相反，要想在很高的电流密度下获得结晶细致、均匀的镀层，就要求减弱络合作用，降低浓差极化的影响，因此高速镀银液是一种高银含量、低氰化物的高温型配方。传统镀银与高速镀银的工艺对比见表4—63。 表4-63传统镀银与高速镀银的工艺条件对比
2)高速镀银的工艺条件分析 高速镀银的工作电流密度高达50～200A/dm2，在如此高的电流密度下，要保证电极表面电化学反应的正常进行，要求镀液成分及工艺参数与普通电镀条件下有很大不同。下面以希普励公司的Silverjet 220-SE高速镀银工艺为例，介绍高速镀银工艺的特点及其参数要求。 ①工艺规范见表4—64。 表4—64希普励公司Silverjet 220-SE高速镀银工艺规范
②各成分的作用及控制要求如下。 a.Ag+ 通过KAg(CN)2加入，是电镀液的主盐成分，提供电沉积所需的金属离子。银浓度必须维持在操作电流密度所需浓度范围的90%以内，实际生产中一般控制在60～80g/L为宜。 b.游离KCN KCN是银的主要络合剂。由于在高电流密度下工作，对Ag+不得有过强的络合作用，因此，高速镀银液中游离氰的含量要求较低。当KCN含量升高时，银电沉积过程的极化作用增强，镀层结晶细致，但工作电流密度范围会往低电流密度区偏移。同时，会使银置换反应发生的倾向增强。当KCN含量降低时，可以在更高的电流密度下工作，但此时镀液的稳定性会降低，容易产生镀层粗糙，光亮度降低等现象。因此，实际生产中要根据实际使用的电流密度情况，选择合适的游离氰化钾控制浓度。 c.Silveljet 220-SE开缸剂含电镀液的导电剂及缓冲盐，改善镀液的导电能力及稳定性。导电剂及缓冲盐在电镀过程中不消耗，只有带出损耗，因此一般不需添加，只有在镀液的密度太低时才会添加。 d.Silverjet补充剂Ⅱ 含有维持镀液中银金属稳定的必需物质，每添加1kg KAg(CN)2需同时添加Silverjet补充剂Ⅱ30～40mL。 e Silverjet整理剂是一种表面活性剂，用于提高镀层的均匀性。为了保证镀层均匀，可根据表面张力测试来补充Silverjet整理剂，及时将表面张力控制在(30～33)×10-3 N/m内。 f.Silverjet 220光亮剂其作用是使镀层结晶细化，并提高操作电流密度范围。通过调整光亮剂及特别添加剂的含量，可得到半光亮至全光亮的银镀层(见表4-44)。 g.Silverjet 220特别添加剂 其作用主要是抑制铜基体上银置换反应的发生，同时使银镀层更加均匀一致，并对镀层光亮度有一定的作用。但特别添加剂含量不宜过高，否则易产生镀层颗粒、针孔及粗糙、发黄等现象。 h.pH值pH值测试应在生产温度下进行，每班测试，并维持在9.0～9.5之间，其目的是为了保证Ag(CN)2-离子在镀液中的稳定性。当pH值太低时，容易产生镀层粗糙、针孔等问题;pH值过高则易使镀层烧焦。pH值大于9.5时补加220一SEAcid溶液调整，pH值小于9.0时补加KOH溶液调整。 i.温度温度越高，允许使用的电流密度范围越大，镀层也更均匀，但温度过高时，镀液挥发量大，且氰化物的分解也加剧，因此，高速镀银的工艺温度一般控制在65℃左右为宜。 j.过滤 电镀液应不断用0.5～1.0μm孔径的过滤芯过滤，过滤器材需能提供最少4次/h完全过滤。另外，还要定期使用活性炭滤芯过滤镀液，以除去一些氰化聚合物及其他杂质，保持镀液的最佳透明状态。 |
