專利名稱：電鍍裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電鍍裝置，特別涉及使電鍍浴槽自由移動、將多個組合的金屬材料的電鍍膜形成單層或至少兩層以上的電鍍裝置。
用Sn單體或Sn合金的電鍍層覆蓋Cu單體、Cu合金或Fe-Ni合金這樣的導(dǎo)電部件的表面的引線材料，具有Cu單體或Cu合金具備的良好導(dǎo)電性和機械強度。并且，該引線材料是兼有Sn單體或Sn合金具備的耐腐蝕性和良好焊料粘附性的高性能導(dǎo)體。因此，它們被廣泛用于各種端子、連接器、引線這樣的電氣及電子設(shè)備領(lǐng)域和電力電纜領(lǐng)域等。
此外，在將半導(dǎo)體芯片裝載到電路板上的情況下，在半導(dǎo)體芯片的下引線部通過進行使用Sn合金的熔融電鍍或電氣電鍍，來提高該下引線部的焊料粘附性。這種Sn合金的代表例是焊料(Sn-Pb合金)，由于焊料粘附性、耐腐蝕性良好，所以作為用于連接器和引線框架等電氣和電子工業(yè)部件的工業(yè)電鍍被廣泛利用。
圖3表示圖2所示的半導(dǎo)體引線框架的A-A剖面的引線材料的基本構(gòu)成的剖面圖。例如，導(dǎo)電部件21由Cu、以Cu為主要成分的Cu系合金或以Fe-Ni為主要成分的Fe-Ni系合金構(gòu)成。而且，在這些導(dǎo)電部件21的表面上，實施不同金屬材料的2層電鍍膜。例如，Sn的第1電鍍膜22和Sn-Bi的第2電鍍膜23按該順序來形成。其中，第1電鍍膜22的厚度為t1、第2電鍍膜23的厚度為t2時，眾所周知，將t1設(shè)定為約3～15μm、t2設(shè)定為約1～5μm、t2/t1設(shè)定為約0.1～0.5后，無論成本方面，還是焊料粘附性、耐熱性方面，或者焊料的接合強度或鋁線等的熔接部的熔接強度方面都具有良好的特性，可獲得作為引線材料的性能提高。
圖4是自動電鍍裝置整體的配置。首先，在堿性電解清洗浴槽31中，除去導(dǎo)電部件21表面上的對焊料電鍍表膜的粘合性或焊料粘附性有害的油脂等有機污染物質(zhì)。接著，在水洗浴槽32中進行清洗后，在化學腐蝕浴槽33中，進行化學腐蝕處理(主要利用氧化還原反應(yīng)的處理)，通過晶界和夾雜物等的存在來使不均勻表面的導(dǎo)電部件21的表面均勻化。
接著，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中附著的氧化膜。接著，在水洗浴槽36中清洗后，在焊料電鍍裝置37中實施電鍍。由于焊料電鍍液為強酸性，所以電鍍后的表面呈酸性。這樣的表面隨時間的流逝而表膜變色，焊料粘附性惡化。因此，在水洗浴槽38、中和處理浴槽39中，對電鍍表面上殘留的酸進行中和，除去吸附的有機物。然后，在水洗浴槽40、熱水浴槽41中進行清洗，在干燥裝置42中對電鍍過的導(dǎo)電部件21進行干燥。
圖5是圖4所示的整個電鍍裝置中的化學腐蝕浴槽33的B-B方向上的剖面圖。
該化學腐蝕浴槽33的作用與上述相同。這里，說明該電鍍裝置的結(jié)構(gòu)。在該電鍍裝置中，臥式推桿331和搬送軌道332在上下方向上可動。而且，決定它們的可動范圍的上限位置和下限位置，在其間反復(fù)移動。吊鉤333按照作業(yè)目的以適當?shù)拈g隔掛在搬送軌道332上。通常為相鄰浴槽的中心之間的距離。然后，吊掛要電鍍的導(dǎo)電部件21的電鍍輔助架334被掛在該吊鉤333上，被設(shè)置在該電鍍裝置中。下面說明臥式推桿331。臥式推桿331之間的距離基本上與相鄰的浴槽的中心之間的距離相等。然后，該臥式推桿331設(shè)置在一個臂上，如果向作業(yè)方向?qū)⒌蹉^333送進一個跨距，則該部分復(fù)原。然后，該臥式推桿331在上限位置送進一個跨距，在下限位置該部分可復(fù)原。此外，搬送軌道332在上下方向上移動，但在行進方向上不移動。通過反復(fù)進行該作業(yè)，該電鍍裝置顯示其功能。
在上述的電鍍裝置中，有一條電鍍前處理生產(chǎn)線和一條焊料電鍍生產(chǎn)線。例如，有在導(dǎo)電部件21上形成作為第1電鍍膜22的Sn電鍍膜、作為第2電鍍膜23的Sn-Bi的電鍍膜的情況，以及在導(dǎo)電部件21上形成作為第1電鍍膜22的Sn電鍍膜、作為第2電鍍膜23的Sn-Ag的電鍍膜的情況。這種情況下，第1電鍍膜22可以使用相同的Sn電鍍液，但第2電鍍膜23使用的電鍍液則不同。因此，在導(dǎo)電部件21上形成前者的電鍍膜結(jié)束之后，使電鍍裝置停止一次，在將浴槽內(nèi)的電鍍液替換為后者使用的電鍍液之后，接著在導(dǎo)電部件21上形成電鍍膜。
如上所述，在該焊料電鍍裝置中，有一條電鍍前處理生產(chǎn)線和一條焊料電鍍生產(chǎn)線。因此，在將多個組合的電鍍膜形成在導(dǎo)電部件21上的情況下，在電鍍膜的組合調(diào)換時，產(chǎn)生不能連續(xù)進行作業(yè)的問題。換句話說，在該電鍍裝置中，將可電鍍的導(dǎo)電部件21依次浸漬到準備的電鍍液中，可以連續(xù)形成相同電鍍膜組合的電鍍膜。但是，不能按照要電鍍的導(dǎo)電部件21的使用用途，將多個組合的電鍍膜連續(xù)形成在導(dǎo)電部件21上。即，對于焊料生產(chǎn)線來說，在電鍍液的調(diào)換上有需要時間長和費事的問題。
而且，除了上述以外，在管理焊料生產(chǎn)線方面，也要花費很多勞動。例如，有在一個電鍍浴槽內(nèi)使用了某種電鍍液后，使用電鍍液構(gòu)成不同的另一電鍍液的情況。此時，如果不可靠地除去前者的電鍍液，則后者的電鍍液的構(gòu)成就可能改變。此外，如果使用的電鍍液構(gòu)成不同，則在該電鍍浴槽內(nèi)使用的陽極也不同，必須進行更換。即，在電鍍液管理或電鍍浴槽管理等維護方面，也存在要花費很多勞動的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明中，在電鍍生產(chǎn)線中設(shè)置滑動機構(gòu)，由此，可以用一個搬送軌道將多個組合的單層或2層以上的電鍍膜連續(xù)形成在導(dǎo)電部件21上。


圖1是本發(fā)明的電鍍裝置中使用的電鍍生產(chǎn)線的說明圖。
圖2是實施本發(fā)明和現(xiàn)有電鍍的半導(dǎo)體芯片的說明圖。
圖3是本發(fā)明和現(xiàn)有的兩層電鍍膜構(gòu)成的從圖2所示的半導(dǎo)體引線框架的A-A方向觀察的剖面說明圖。
圖4是本發(fā)明和現(xiàn)有的自動電鍍裝置整體配置的說明圖。
圖5是從本發(fā)明和現(xiàn)有的化學腐蝕浴槽的B-B方向觀察的剖面說明圖。
圖1是具有實施本發(fā)明的電鍍裝置的滑動功能、在第1排擁有2個第1電鍍浴槽、而在第2排擁有3個第2電鍍浴槽的焊料電鍍生產(chǎn)線的配置圖。此外，與圖4所示的整個電鍍裝置的焊料電鍍裝置37相對應(yīng)。
在圖1中，該電鍍裝置有預(yù)浸漬浴槽371、第1電鍍浴槽372、373、第2電鍍浴槽374、375、376、水洗浴槽377。此外，在各個電鍍浴槽中，設(shè)置溢流浴槽378、379、380、381、382。這些浴槽的功能是利用電鍍浴槽內(nèi)的水流將不溶性雜質(zhì)等取入到浴槽內(nèi)。然后，對取入到這些浴槽內(nèi)的電鍍液進行過濾，將該過濾的電鍍液送入到電鍍浴槽372、373、374、375、376內(nèi)。
在本發(fā)明中，在焊料電鍍生產(chǎn)線中，可以用一個搬送軌道在可電鍍的導(dǎo)電部件21上按照使用用途形成多個組合的電鍍膜。
具體地說，該焊料電鍍生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)與圖5相同。例如，在該圖1的焊料電鍍生產(chǎn)線中，在電鍍浴槽373中灌入Sn的電鍍液，在電鍍浴槽375中灌入Sn-Ag的電鍍液，在電鍍浴槽376中灌入Sn-Bi的電鍍液，而電鍍浴槽372、374是空的。然后，這些電鍍浴槽按照被電鍍的導(dǎo)電部件21的使用用途移動到必要的電鍍浴槽選擇的搬送軌道之下，在導(dǎo)電部件21上形成電鍍膜。結(jié)果，在導(dǎo)電部件21上形成Sn的單層電鍍膜，形成第1層為Sn、第2層為Sn-Ag或Sn-Bi的電鍍膜等。引線材料的構(gòu)造與圖3相同，所以共用符號。
第1，說明僅將單層Sn的第1電鍍膜22形成在導(dǎo)電部件21上的順序。這里，如上所述，選擇灌入Sn的電鍍液的第1電鍍浴槽373和空的電鍍浴槽374。在上述的電鍍前處理生產(chǎn)線中處理過的導(dǎo)電部件21在預(yù)浸漬浴槽371中進行除去表面的氫氧膜，并且在該期間第1電鍍浴槽373移動到搬送軌道之下。然后，在這里形成Sn的電鍍膜期間第2電鍍浴槽374移動到搬送軌道之下。形成了Sn的電鍍膜的導(dǎo)電部件21移動到第2電鍍浴槽374中，但在該電鍍浴槽中因未灌入電鍍液而不形成電鍍膜。接著，在水洗浴槽377中清洗電鍍過的導(dǎo)電部件21。結(jié)果，在導(dǎo)電部件21上僅形成Sn的單層電鍍膜。
這里，在圖1的電鍍裝置中，由于在第2排的電鍍浴槽移動部件中擁有空的電鍍浴槽，所以如上所述，在導(dǎo)電部件21上形成單層Sn的電鍍膜。但是，還有以下情況。有第2排的電鍍浴槽移動部件未將電鍍浴槽配置在搬送軌道之下的情況，此外還有在搬送軌道之下選擇水洗浴槽的情況。在前者的情況下，在搬送軌道之下不存在電鍍液，在導(dǎo)電部件21上不形成電鍍膜。在后者的情況下，僅通過純水來清洗電鍍過的導(dǎo)電部件21，不形成電鍍膜。
第2，說明將兩層的第1電鍍膜22和第2電鍍膜23形成在導(dǎo)電部件21上的順序。在導(dǎo)電部件21上形成電鍍膜的步驟與上述的內(nèi)容相同。但是，這次選擇第2電鍍浴槽375或376，在導(dǎo)電部件21上形成Sn-Ag或Sn-Bi的第2電鍍膜23。結(jié)果，使導(dǎo)電部件21形成Sn和Sn-Ag或Sn和Sn-Bi的兩層電鍍膜。
這里，在圖1的電鍍裝置中，第1電鍍浴槽的電鍍液的金屬材料是Sn，第2電鍍浴槽的電鍍液的金屬材料是Sn-Ag或Sn-Bi。而且，這些金屬和除了溶解它們的溶劑以外的溶液是同一液體組成，所以可以將電鍍膜連續(xù)形成在導(dǎo)電部件21上。但是，也有用液體組成不同的電鍍液來將電鍍膜形成在導(dǎo)電部件21上的情況。此時，通過在第2排的電鍍浴槽移動部件中擁有清洗用的水洗浴槽，在該浴槽中可以清洗導(dǎo)電部件21，所以可以用一個搬送軌道來連續(xù)形成多個組合的電鍍膜，而與電鍍液的液體組成無關(guān)。
因此，在本發(fā)明中，預(yù)先準備灌入電鍍液組成不同的多個電鍍液的電鍍浴槽。然后，可以按照使用用途來選擇這些電鍍浴槽。結(jié)果，可以用一個搬送軌道來形成多個組合的電鍍膜。
即，與上述的電鍍前處理生產(chǎn)線一樣，可以用一個搬送軌道在導(dǎo)電部件21上連續(xù)形成多個組合的電鍍膜。由此，根據(jù)電鍍膜的組合，不必使電鍍裝置被暫時停止來調(diào)換浴槽內(nèi)的電鍍液。結(jié)果，可以大幅度地縮短作業(yè)時間，并且不必費事地調(diào)換電鍍液。此外，在調(diào)換同一浴槽中的電鍍液時，各個電鍍液之間沒有混入，可以大幅度地減少電鍍液管理和電鍍浴槽、電鍍設(shè)備等維護中的勞動。
另外，用一個搬送軌道可以連續(xù)形成多個組合的電鍍膜。例如，有在第1電鍍浴槽中選擇空的電鍍浴槽，用第2和第3電鍍浴槽來形成電鍍膜的方法，或在第1和第2電鍍浴槽中選擇空的電鍍浴槽，僅用第3電鍍浴槽來形成單層的電鍍膜的方法等。此外，在相鄰的電鍍生產(chǎn)線上有灌入同一成分的電鍍液的電鍍浴槽，通過連續(xù)選擇這些浴槽，可以在導(dǎo)電部件21上形成厚的電鍍膜。
無論哪種情況，如上所述，通過利用本發(fā)明的滑動功能，都可以用一個搬送軌道連續(xù)形成多個組合的電鍍膜。
如上所述，以焊料電鍍的情況為例進行了說明，但該電鍍裝置不限于焊料電鍍的利用。例如，可以鍍錫、鍍銅、鍍鎳等。無論哪種情況，使用該電鍍裝置，都可以用一個搬送軌道在導(dǎo)電部件21上連續(xù)形成多個組合的電鍍膜。
由以上說明可知，在本發(fā)明的電鍍裝置中可獲得以下效果。
該電鍍裝置通過使焊料電鍍生產(chǎn)線具有滑動功能，可以用一個搬送軌道來連續(xù)形成單層或多個組合的電鍍膜。因此，在每次更換導(dǎo)電部件上形成的電鍍膜時不必更換電鍍液，不必臨時停止電鍍裝置。由此，可以用一個搬送軌道將多個組合的電鍍液連續(xù)形成在導(dǎo)電部件上，并且，可以節(jié)省調(diào)換電鍍液的時間。此外，在調(diào)換同一浴槽中的電鍍液時，各個電鍍液之間沒有混入，可以大幅度地減少電鍍液管理和電鍍浴槽、電鍍設(shè)備等維護中的勞動。
權(quán)利要求
1．一種電鍍裝置，具有電鍍前處理生產(chǎn)線和電鍍生產(chǎn)線，其特征在于構(gòu)成所述電鍍生產(chǎn)線，使具有電鍍液組成不同的多個電鍍浴槽的電鍍浴槽移動部件滑動，在所述電鍍前處理生產(chǎn)線上處理過的導(dǎo)電部件上形成一個以上的電鍍膜。
2．如權(quán)利要求1所述的電鍍裝置，其特征在于，具有多排所述電鍍浴槽移動部件，使所述電鍍浴槽移動部件分別滑動，在所述導(dǎo)電部件上連續(xù)形成多個組合的電鍍膜。
3．如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的電鍍裝置，其特征在于，在所述電鍍浴槽移動部件的多個電鍍浴槽中有空的電鍍浴槽或水洗浴槽。
4．如權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的電鍍裝置，其特征在于，所述電鍍浴槽移動部件可不將電鍍浴槽配置在搬送軌道之下。
5．如權(quán)利要求2至權(quán)利要求4中任一項所述的電鍍裝置，其特征在于，所述電鍍浴槽移動部件將相同成分的電鍍液灌入到相鄰的所述電鍍浴槽，使相同電鍍膜成分的電鍍膜形成得厚。
全文摘要
一種簡單的焊料電鍍裝置,其用一個搬送軌道來形成連續(xù)多個組合的電鍍膜。該電鍍裝置至少有兩排裝有不同構(gòu)成的電鍍液的多個電鍍浴槽的電鍍浴槽移動部件。此外,在該電鍍浴槽移動部件中有空的電鍍浴槽、水洗浴槽。而且,這些電鍍浴槽按照在導(dǎo)電部件21上形成的電鍍液來選擇。由此,可以用一個搬送軌道將多個組合的電鍍膜連續(xù)形成在導(dǎo)電部件21上。
文檔編號H01L29/66GK1322863SQ01112068
公開日2001年11月21日 申請日期2001年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月27日
發(fā)明者龜山工次郎 申請人:三洋電機株式會社