[发明专利]电镀系统

说明书

本发明涉及用于电镀电气或电子器件，例如集成电路封装引线的电镀系统。

“塑料无引线芯片载体”（Plastic        leadless        chip        carriers）简称“PLCC′S”以及“小尺寸集成电路”（Small        outline        integrated        circuits）简称“SOIC′S”的使用现在越来越普及。它似由“四边形平封装”（quad        flat        pack）形成，该封装有一比较平坦的壳体，其平面图呈矩形，并从四个侧面在与壳体同一平面的平面内伸出引线。这些引线通常是铜制的，并弯成所需的形状以便形成PLCC和SOIC。现今正使用的四边形平封装沿每一侧有5、7、11、13或17或更多根引线，在平面图上看通常为方形或矩形或类似的形状。相邻引线之间的间隙可以小到0.025英吋（0.64毫米），并且预计还要进一步减小。这种四边形平封装一般以条片状的形式提供，沿条片的每一纵向边缘有一连续的金属边。

公知的作法是在引线弯成所需的形状后，将引线浸在溶融的焊剂中以便向引线施加焊剂。然而，如上所述，相邻引线之间的间隙很小，溶融的焊剂的毛细管作用会使该间隙被焊剂跨接，从而引起短路。因此人们提出采用电镀作为涂覆集成电路封装引线的一可选择的措施。

电镀包括将器件浸在电镀液中和在作为阴极的器件的引线和一金属制的阳极之间形成电路，阳极金属就是要镀在引线上的金属。当电流通过该系统时，阳极金属溶解进溶液中而逐渐消耗，而阴极被由阳极提供的金属电镀。

在电镀电器件的引线时，特别要求要对每根引线都均匀地镀上一层材料，其厚度须在一特定的范围内。工业上的要求正变得越来越严格，现在要求的厚度范围为300至700微英吋（0.0076～0.018毫米）。电镀层厚度在下限之上可对引线提供适宜的保护，比如可通过现在的所谓16小时可靠性蒸汽试验。上限的设定是因为若电镀层太厚，则引线在弯成所需的形状时，电镀层会剥落从而失去对引线的保护。

公知电镀设备或系统的问题是随着阳极的消耗，设备的条件，特别是阳极和阴极之间的空隙和阳极的表面积不再保持恒定。其结果是不能保证在形成阴极的引线上的均匀镀层厚度处在特定的范围内。工业上通过补充阳极，比如每隔一定时间加阳极金属球来克服该问题的措施还不是非常成功，因为阳极消耗和周期性的补充不可避免地使条件变化。

本发明的一个方面是提供电镀电气或电子器件的电镀系统（或设备），该系统包括一盛装电解液的电镀槽，电流通过第一对阳极和阴极流经电解液，用于安置要电镀的器件以此作为所述第一对电极的阴极的装置，向电镀槽提供补充了电镀材料的电解液的装置，该供应装置包括一盛装电解液的储存罐，电流通过第二对阳极和阴极流经储存罐中的电解液，用于安置电镀材料块体以此作为所述第二对电极的阳极的装置，从而在使用中，电镀材料从第二对电极的阳极上溶解，对供应给电镀槽的电解液进行补充，然后沉积在第一对电极的阳极上。

本发明还提出一种电镀电气或电子器件的方法，它包括下列步骤：使电流通过第一对阳极和阴极流经电镀槽中的电解液，在所述第一对电极的阴极上设置要电镀的器件;向电镀槽提供补充了电镀材料的电解液，使电流通过第二对阳极和阴极流经一储存罐中的电解液向电解液补充电镀材料，所述第二对电极的阳极供有电镀材料块，其中电镀材料从第二对电极的阳极溶解而对电解液进行补充，补充后的电解液供应给电镀槽，然后电镀材料沉积在第一对电极的阴极上。

通过这样一种安排，在电镀槽中与电解液接触的阳极在电镀过程中没有消耗，因为它不像以前的设备那样通过溶解其自身而提供电镀材料。通过电镀沉积在器件上的所有电镀材料是由补充后的电解液提供的，该补充后的电解液是从一单独的储存罐供应给电镀槽的。这样电镀槽中的阳极的尺寸和形状就保持恒定，从而可在电子器件上均匀地镀上一层特定厚度的材料，阳极最好采用在通常条件下呈惰性的不锈钢或鈦金属制成。设备保持供应给电镀槽的电解液中电镀材料浓度恒定并始终如一从而确保均匀电镀器件的能力在一定程度上取决于控制储存罐中的条件，例如电流值和阳极材料尺寸的能力。在优选设备中，例如已经发现有可能在四边形平封装的引线上覆上一层厚度范围在350～600微英吋（0.0089～0.0165毫米）范围的焊剂。