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芯片封装工艺中的除渣及电镀(Deflash and Plating)

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一、除渣及电镀的作用是什么?

这是封装后期的精修与功能提升工序,主要目的是:

  1. 清除塑封残渣:防止残胶干扰后续引线功能和贴装可靠性。

  2. 引线电镀保护层:增强引脚抗腐蚀性、可焊性,适应表面贴装(SMT)制程。

  3. 符合环保与RoHS要求:采用无铅纯锡电镀,避免铅污染。

通俗来说:

“除渣”是清洁整理;“电镀”是穿上防护衣,准备上战场(贴片焊接)用的。
二、整个工艺分为哪几步? 第一阶段:除渣(Deflash)

塑封完成后,模具闭合处或芯片边缘容易形成多余塑封料残渣(毛边),若不去除,会:

  • 干扰电气连接区

  • 引发焊接不良

  • 增加贴片时机械干涉风险

▶ 除渣方法:高压水注冲洗
  • 使用250 kg/cm²的高压纯水喷头

  • 对准封装表面及引线框架边缘进行全角度冲刷

▶ 关键控制点:
  • 喷头角度与路径编程:确保不遗漏残渣区域

  • 水压稳定性:压力不足冲不干净,过高会损伤封装体或引线

  • 过滤与回收:防止杂质反复污染

第二阶段:电镀(Plating)

电镀是指在封装引线框架(通常是铜或铜合金)上,沉积一层金属锡(Sn),目的是提升其表面性能,包括:

  • 抗氧化(裸铜极易氧化)

  • 可焊性增强(利于SMT焊接)

  • 环保合规(采用无铅工艺

▶ 电镀前准备:化学清洗
  • 清除表面氧化层、油污、微尘

  • 保证金属表面活性,为电解沉积做好基础

▶ 电镀过程:电解锡镀层
  • 电镀液中含有锡离子

  • 通电后,锡从阳极(锡球)释放,迁移并附着在引线框架(阴极)上

  • 形成均匀的金属保护层

三、电镀工艺的关键参数控制

参数

标准值

控制意义

电镀厚度

约 10 μm

太薄影响焊接可靠性,太厚可能影响尺寸配合

电流密度

稳定设定(视设备)

影响镀层均匀性和附着力

镀液温度

通常25~40°C

温度过低反应慢,过高会造成镀层粗糙

电镀时间

依据厚度控制

配合流速、电流调节

搅拌与过滤

必须持续

保持镀液均匀、防止杂质沉积

四、环保与无铅要求

现代封装工艺必须满足RoHSREACH等环保法规,故:

  • 采用纯锡电镀

  • 不使用含铅合金(如SnPb)

这种工艺称为无铅制程(Lead-Free Plating),在消费电子、汽车、医疗等领域已成为强制标准。

五、品质检验怎么做? ✅ 镀层检测

  • 厚度测试:XRF(X射线荧光)、FIB截面分析

  • 附着力测试:剪切/剥离实验

  • 外观检查:是否有针孔、粗糙、剥落

✅ 除渣验证
  • 高倍率显微检查边缘/焊盘区

  • 外观标准符合IPC封装规范

六、常见问题与改善建议

问题

原因

对策

镀层不均匀

电流分布不良、电极位置不当

调整治具、电解参数

镀层脱落

表面清洁不足

强化前处理流程

高压水损坏封装

喷头过近/过压

优化水注角度与路径

毛边残留

喷射死角存在

增设多角度喷头或超声辅助

七、总结要点(工程师笔记版)

  • 除渣是清洁,电镀是功能强化,两者缺一不可

  • 除渣水压控制、无死角清洗是关键

  • 电镀锡厚度精确控制在10μm左右,保障焊接品质与尺寸配合

  • 整个电镀工艺需满足无铅环保标准

  • 强烈建议设立完整的制程监控点(Process Control Points),确保长期稳定性

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