[发明专利]电镀装置

说明书

本发明是关于电镀装置，特别是关于可以进行无铅电镀而且连续地形成软钎焊性能良好的金属材料电镀膜的电镀装置。

用Sn单体或者Sn合金的电镀层被覆Cu单体、Cu合金或者Fe-Ni合金之类的导电部件表面的引线材，具有Cu单体、Cu合金所具备的优良导电性和机械强度。而且，这种引线材也是同时具备Sn单体或者Sn合金所具备的耐蚀性和良好的软钎焊性的高性能导体，因此，这种引线材大量用于各种端子、接头、引线那样的电气·电子装置领域或电力电缆领域等。

另外，在电路基板上搭载半导体芯片时，在半导体芯片的外引线部进行使用Sn合金的热浸镀或电镀，由此提高该外引线部的软钎焊性。这样的Sn合金的代表例是软钎料(Sn-Pb合金)，由于软钎焊性、耐蚀性等良好，所以作为接头或引线框架等电气·电子工业用部件的工业用电镀液被广泛利用。

但是，在软钎料中使用的Pb对人体造成恶劣的影响，因而已经指出有害性，在世界上产生限制Pb的使用的提议。例如，废弃在室外的电子装置类等，如果暴露于酸性雨中，Pb就会从该装置内部使用的软钎料(Sn-Pb合金)或在电子部件的表面施加的软钎料镀层中溶出，造成地下水或江河的污染。为了防止环境污染，使用不含Pb的Sn合金是最好的。为此正在开发代替以往的Sn-Pb电镀液的不含Pb的新电镀液。目前已开发出不含Pb的以Sn为主成分的电镀液，例如Sn-Bi系、Sn-Ag系、Sn-Cu系的电镀液，并正在代替。

图3是表示引线材的基本构成的断面图。例如，导电部件21由Cu、以Cu为主成分的Cu系合金或者以Fe-Ni为主成分的Fe-Ni系合金构成。而且，在这些导电部件21的表面施加了不同金属材料的2层电镀膜。例如，依次地形成Sn的第1电镀膜22和Sn-Bi的第2电镀膜23。在此，已经知道，设第1电镀膜22的厚度为t₁、设第2电镀膜23的厚度为t₂时，如果t₁设定成约3～15μm，t₂设定成约1～5μm，t₂/t₁设定成约0.1～0.5，无论在成本方面，软钎焊性、耐热性方面，还是软钎料的焊接强度或与铝线等的焊接部的焊接强度方面都有良好的特性，作为引线材的性能得到提高，因此是合适的。

图4是用于将实施电镀的导电部件设置在作业线上的装置，图6是自动电镀装置的总体平面布置图。首先，将半导体芯片(导电部件)32固定在电镀辅助架31中，安置在作业线上。在碱性电解洗净液槽51中，去除导电部件21的表面上的妨碍软钎料电镀被膜的附着性或软钎焊性的油脂等有机性的污染杂质。接着，在水洗用液槽52中洗净后，在化学腐蚀液槽53中进行化学腐蚀处理(基本上利用氧化-还原反应的处理)，使由于晶界或夹杂物等的存在而成为不均匀表面的导电部件21表面均匀化。

接着，在水洗用液槽54中洗净后，在酸活性化液槽55中去除在水洗用液槽54中附着的氧化膜。随后，在水洗用液槽56中洗净后，在软钎料电镀装置57中施行电镀。软钎料电镀液是强酸性的，因此电镀后的表面成为酸性。这样的表面随时间的经过，被膜变色，软钎焊性劣化。为此，在水洗用液槽58、中和处理槽59中，中和残留在电镀层表面的酸，去除吸附的有机物。此后，在水洗用液槽60、热水洗用液槽61中进行洗净，在干燥装置62中干燥已电镀的导电部件。

图7是在以往的电镀装置37中施行电镀的部分的详细平面布置图。在该电镀方法中，将导电部件21浸渍在预浸渍槽571中，去除表面的氢氧化膜，浸渍在第1电镀液槽572的电镀液中，施加第1电镀膜22后，将导电部件21浸渍在设置在第1电镀液槽572的电镀液和第2电镀液槽574的电镀液之间的水洗用液槽573的纯水中，除去第1电镀液，接着将导电部件21浸渍在第2电镀液槽574的电镀液中，施加第2电镀膜23。最后在水洗用液槽575中洗净电镀面。

在上述的电镀方法中，施加第1电镀膜22的第1电镀液槽572的电镀液和施加第2电镀膜23的第2电镀液槽574的电镀液，除了构成各自的电镀液的金属材料及溶解这些金属材料的酸性溶剂之外，不是相同的液构成。例如，在第1电镀膜22由Sn单体构成，第2电镀膜23由Sn-Bi合金构成时，在第1电镀液槽572和第2电镀液槽574的电镀液的构成中，关于有机酸、溶剂和纯水，使用同一材料。但是，关于添加剂，前者一般使用软钎料电镀液用的添加剂，而后者一般使用Sn-Bi电镀液用的添加剂。

这样的电镀装置在特开平10-229152号公报中已有说明。