CN102392280A - 半导体引线框架电镀全自动生产线 - Google Patents
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Abstract
半导体引线框架电镀全自动生产线，包括自动上料机构、传输机构、前处理部分、电镀槽、后处理部分和自动下料机构，自动上、下料机构主要是依靠气动驱动的，前处理部分的各个处理槽、电镀槽和后处理部分的各个处理槽的槽壁互相接靠着并列排布，传输机构是链式传输机构。本发明的有益效果是：设备紧凑占地少、维护方便、工艺可靠、电镀产品质量好、效率高、处理量大、节水节电并对环境友好，特殊设置的屏蔽挡板和特殊设计的外涂电镀绝缘胶的横带和弹簧片夹可以省去繁杂的退镀过程，大大节省了生产和劳动力成本。适当改变横带的间隔和弹簧片夹的配置，可以适用于各种封装形式和各种型号的料条电镀。
Description
技术领域
本发明属于电镀技术领域，尤其涉及半导体引线框架电镀的全自动生产线。
背景技术
半导体引线框架环氧封装后，为了可焊性和对器件保护之目的需要在其表面镀锡。现有技术的电镀方法目前主要有挂镀(Hanging Plating)和高速镀(HighSpeed Plating)，其它方法如滚镀、喷镀等都受限于方法的可行性和效率而不被广泛应用。
挂镀是目前各行业电镀应用最广泛的方法，其优点是适应面广、方法可靠、工艺参数调节方便和维护容易等。近年来设计开发的挂镀自动生产线采用了2-3部行车在电镀槽的上方靠自动控制程序控制起降或前后行走，在一定程度上节省了人工体力并控制了电镀质量。其不足是，由于电镀过程需由行车的前后行走和起降来实现，所以电镀速度慢；行车的起降和行走会将不同的槽液带出或带入，造成不同槽液间的污染，增大了洗水量和废水量及电镀液的损失；生产线上挂具还是要靠人工装卸，卸料带下的洗水造成现场脏乱；需要大量的人工来来逐条将待镀半导体引线框架装到挂具上和卸下来，不仅效率低还耗费了大量人力；挂具上料条距阳极距离的差别和料条的相互遮掩的不一致使得料条镀层厚度不均匀精度差，需要延长施镀时间增加镀层厚度来补偿，这不仅浪费了阳极材料也增加了生产成本；电镀过程的不连续性使得自动化程度低，大大影响了生产效率。
高速镀是近几年新发展起来的最先进的电镀方法，它采用连续处理、自动上下料等手段克服了挂镀的一些不足，自动化程度高，效率高。以半导体引线框架电镀为例，目前的高速电镀生产线采用水平环形运动的不锈钢带和钢带上固定的特殊弹簧夹来运载料条，自动上下料，使运载料条的钢带高速(5-6米/分或更高)行走，依次通过前处理槽、电镀槽、后处理槽、吹干和烘干以及退镀槽而完成整个电镀过程。由于连续运转使得自动化程度高，生产效率高，节省了大量人力；料条在电镀槽中距阳极距离相等，在槽中停留时间一致，因此镀层均匀、质量好，减少了镀层厚度的允差，可以在满足后续工艺要求的前提下降低镀层厚度，在一定程度上节省了阳极材料并降低了生产成本；各处理槽连续排列，减少了槽液的带出，节省了洗水，减少了废水量，现场操作环境干净而有序。不足是，由于运载料条的钢带高速行走，料条在各工艺槽中的停留时间就相应的变短，要延长料条在工艺槽在的停留时间就要延长工艺槽的长度，这就迫使要相应延长整套设备的长度，从而导致设备的占地加大，通常的设备长达25-35米或更长；通常，高速电镀生产线电镀槽长度为8-10米，料条在其中的停留时间仅为60-100秒，在如此短的时间内要达到工艺要求的镀层厚度，不仅要增大电镀液浓度和提高电流密度，而且需要采用特殊的高速电镀添加剂。增大电镀液浓度需要采用特殊的烷基磺酸或氟硼酸等体系，这增加了镀液成本，特殊高速镀添加剂的高价格又相应提高了生产成本；与此同时，由于高速对前后处理液也提出了更加苛刻的要求，成本也相应提高。
无论挂镀还是高速镀，退镀是不可避免的工序。挂镀的挂具要定期退镀，高速镀的钢带和弹簧夹要每个循环都要化学退镀或电解退镀。退镀不仅消耗了退镀液，而且浪费了阳极原料并增加了成本，退镀还会增加对挂具、钢带和弹簧夹的腐蚀，需要定期更换，更重要的是退镀过程多采用硝酸体系，操作环境差，环境污染严重，废水量大。
随着经济和技术的发展，对半导体引线框架电镀的处理量也越来越大，电镀质量要求也越来越高，对电镀设备技术的发展需求也越来越强烈，迫切需要开发出降低生产成本、节省人工和人力、明显改善操作环境、节省药液、节省洗水并减少废水的更高效的电镀全自动生产线，改进现有电镀处理工艺的不足，以满足更高的生产工艺要求，节能环保，先进高效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型高效的半导体引线框架电镀全自动生产线和电镀工艺方法，采用溶液中链式传动折返输送的电镀全自动生产线。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
半导体引线框架电镀全自动生产线，包括连续自动上料机构、前处理部分、电镀槽、后处理部分、传输机构和自动下料机构，前处理部分包括功能槽和水洗槽，功能槽包括一个脱脂槽和/或一个电解除溢胶槽、一个去氧化槽和一个活化槽，水洗槽置于相邻功能槽之间，后处理部分包括一个中和槽和/或一个镀层隔离处理槽、多个水洗槽、干燥***，水洗槽置于相邻功能槽之间，其特征在于所述各槽互相接靠着并列排布，所述传输机构是链式传输机构，链式传输机构在各功能槽和水洗槽中折返前行。
本发明所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述链式传输机构包括两条并列的链轮链条机构，它们分别设置在各处理槽靠近两侧壁位置，在两条并列的链轮链条机构之间间隔着设有两端连接在链条上的金属横带，横带上装有料条夹紧装置，各槽内的链轮分上下两层，分别位于槽的上部和底部，使链轮链条机构在槽内形成1-20次折返前行，两条并列的链轮链条机构连续地沿前进方向环绕各槽构成环路，起始端为连续自动上料机构，完成各槽的处理功能后再经自动下料机构端返回起始端连续自动上料机构。
本发明所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述电镀槽的电源阴极与碳刷连接，碳刷与链轮接靠。
本发明所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述电镀槽靠近链轮链条机构和横带上被电镀的半导体引线框架之间设有屏蔽挡板。
本发明所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述屏蔽挡板是塑料挡板，屏蔽挡板上与链条横带对应位置开有链条带动的横带折返前行的缝隙，缝隙形状与槽中的链条运行轨迹一致，缝隙边缘设密封条，缝隙两边的密封条对接，对接结构保持其相对密封。
本发明所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述密封条是氟橡胶、硅橡胶或阴离子膜。
本发明所述批量金属器件电镀全自动生产线，其特征在于所述横带上的料条夹紧装置是弹簧片夹，所述弹簧片夹由一段弹簧钢片构成，弹簧片从一端起由一段弧形固定卡紧部分，紧邻固定卡紧部分的与横带平面相接弧形弹力支点部分和紧邻弹力支点弧形部分的一段臂部组成，臂部的前端折成夹头，夹头部分和横带边缘平行，臂部前端弯曲形成接触部，用于推压克服弹力支点弧形部分的张力，将夹头推开，弹簧片弧形固定卡紧部分置于横带边缘，弧形弹力支点部分弹压在横带面上，靠自身弹性固定在横带上。
本发明所述批量金属器件电镀全自动生产线，其特征在于所述弹簧片夹宽为1-3mm，厚0.5-0.7mm。
本发明所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述横带和弹簧片夹的外表面上涂有电镀挂具绝缘胶，弹簧片夹和横带的料条夹口处除外。
本发明所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述连续自动上料机构包括储料盒、上料平台和气缸驱动的料条拾取、推料和给料装置；自动下料机构包括气缸和推杆，推杆给弹簧片夹以压力使其张开，镀后的料条靠自身重力落入收料盒内。
本发明所述半导体引线框架电镀全自动生产线的操作步骤如下：
步骤一、将整套设备就位、连接、配管安装完毕，调试正常。
步骤二、选定适宜的前后处理液和电镀液加入到各自槽中，使其液位高于上层链轮，开启开关电源和传输链***。
步骤三、将所要处理的料条装入储料盒中，根据工艺要求设定所需的电镀时间和相应的输送链速。
步骤四、启动后，经过设定的电镀时间后，开始有电镀完成的料条从后处理槽中出槽，开启风力和电热烘干。
步骤五、人工及时向储料盒补充待镀的料条并及时在下料处收集电镀完成的料条。
整个工艺顺序为：自动上料→化学或电化学脱脂(和/或电解除溢胶)→水洗→去氧化→水洗→酸蚀活化(和/或电解活化)→电镀→水洗→中和→水洗→镀层隔离处理→水洗→风刀吹干→电热烘干→自动下料收料。
步骤三中的上料可以根据产量需求采用每条横带上同排夹持1条、2条或多条，同排每增加一条产量可以增加，这样可以在不增加更多投入和设备占地的前提下提高产量和效率。
本发明与现有技术相比有以下优点：
1、整个电镀过程完全自动化连续进行，大大节省了操作人员数量和人工体力，提高了生产效率，降低了生产和劳动力成本。
2、设备紧凑、占地少、衔接紧密，水洗方式简单合理，节水节能，减少了废水排放。电镀槽和前后处理槽加盖并设有排风后基本没有药液气味对人体的损害。各槽之间的紧密衔接消除了药液和洗水的跑冒滴漏，减少了药液损失并大大改善了现场的操作环境，洁净而有序。
3、弹簧片夹和横带可以外涂挂具绝缘胶而不影响导电，电镀槽中的屏蔽挡板可以阻挡电力线确保传输链和链轮及轴承上没有镀层析出，省去了传输带和电镀挂具的繁杂退镀工序，大大简化了工艺，节省了阳极材料，节省了生产成本。
4、料条在电镀槽中折返前行，允可较长的停留时间，可以采用普通廉价的电镀体系电镀液和普通添加剂。由于料条在电镀槽中距阳极距离固定且相等，停留时间一致，因此镀层均匀、质量好，减少了镀层厚度的允差，可以在满足后续工艺要求的前提下降低镀层厚度，节省了阳极材料，降低了生产成本。
5、同排多料条同时进料可以实现在不增加更多设备占地的条件下使产量增加。同排2条的设计处理量就完全等同或略高于现有高速线的处理能力。
6、设备操作稳定，维护方便，安全可靠。
7、可采用程序控制，各种优化工艺编程的控制程序为用户提供了多种选择，可满足用户自编程需要。各种操作工艺条件和历史数据参数可实现存储和调用。
8、适当改变横带的间隔和弹簧片夹的配置，可以适用于各种封装形式和各种型号的料条电镀。
附图说明
本发明有附图九幅，其中
图1是本发明半导体引线框架电镀全自动生产线的正面结构透视示意图。
图2是附图1的A-A剖面的侧视结构示意图。
图3是弹簧片夹和横带的配合关系主视示意图
图4是弹簧片夹和横带的配合关系侧视示意图
图5是弹簧片夹示意图
图6是第二种弹簧片夹和横带的配合关系主视示意图
图7是第二种弹簧片夹和横带的配合关系侧视示意图
图8是第二种弹簧片夹示意图
图9是电镀槽屏蔽挡板的结构示意图。
附图中，1、连续自动上料机构，101、上料平台，102、储料盒，103、推料装置，104、上行气缸，2、脱脂槽和/或电解除溢胶槽，3、水洗槽，4、去氧化槽，5、水洗槽，6、活化槽，7、电镀槽，8、水洗槽，9、中和槽，10、水洗槽，11、镀层隔离处理槽，12、水洗槽，13、干燥***，14自动下料装置，15、收料盒，16、料条，17、弹簧片夹，18、横带，19、屏蔽挡板，20、链轮链条机构，21、密封条。
图3-图8示出了结合半导体引线框架料条特点特殊设计的两种形式的弹簧片夹和它们与横带的配合形式。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，为半导体引线框架电镀全自动生产线，由自动上料装置1、化学或电化学脱脂(和/或电解除溢胶)槽2、水洗槽3、去氧化槽4、水洗槽5、酸蚀或电解活化槽6、电镀槽7、水洗槽8、中和槽9、水洗槽10、镀层隔离处理槽11、水洗槽12、风刀电热烘干机构13、自动下料装置14和收料盒15等构成。
上述所有的处理槽都是通过两条不锈钢链条将其有机地连在一起，实现各自的功能并完成输送循环，链条的链轮通过可调速变频电机驱动。
自动上料装置是由上料平台101、储料盒102和推料装置103和上行汽缸104等构成。推料装置103不断从储料盒102的底部拨出料条并推动其前行给料。
如图2所示，各处理槽两侧链条中间连有若干相互平行的横带18，其上固定有若干个弹簧片夹17，当横带18随链条20折返前行时，其上的弹簧片夹17依靠气动档杆的作用开启拾料或下料，闭合后夹持料条16在溶液中折返前行。电镀槽靠近链条20和被镀料条16条之间设有两个塑料屏蔽挡板18。
图3中两种弹簧片结构简单，它们和两种横带配合构成料条的夹紧装置，弹簧片的位置和数量可以根据工艺要求任意调节。
图4中的屏蔽挡板将链轮链条部分和被镀料条部分隔离开来，其作用是阻挡电力线，确保链轮和链条及轴承支座上没有镀层析出。
上料的料条可以是同排横带上1条、2条或多条，当采用同排横带上多条时，处理量增加。
Claims (10)
1.半导体引线框架电镀全自动生产线，包括连续自动上料机构(1)、前处理部分、电镀槽(7)、后处理部分、传输机构和自动下料机构(14)，前处理部分包括功能槽和水洗槽，功能槽包括一个脱脂槽和/或一个电解除溢胶槽(2)、一个去氧化槽(4)和一个活化槽(6)，水洗槽(3、5)置于相邻功能槽之间，后处理部分包括一个中和槽(9)和/或一个镀层隔离处理槽(11)、多个水洗槽(10、12)、干燥***(13)，水洗槽(10、12)置于相邻功能槽之间，其特征在于所述各槽互相接靠着并列排布，所述传输机构是链式传输机构，链式传输机构在各功能槽和水洗槽中折返前行。
2.根据权利要求1所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述链式传输机构包括两条并列的链轮链条机构(20)，它们分别设置在各槽靠近两侧壁位置，在两条并列的链轮链条机构(20)之间间隔着设有两端连接在链条上的金属横带(18)，横带(18)上装有料条夹紧装置，各槽内的链轮分上下两层，分别位于槽的上部和底部，使链轮链条机构(20)在槽内形成1-20次折返前行，两条并列的链轮链条机构(20)起始端为连续自动上料机构(1)，连续地沿前进方向环绕各槽构成环路，经过各槽后再经自动下料机构(14)端返回起始端连续自动上料机构(1)。
3.根据权利要求1所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述电镀槽的电源阴极与碳刷连接，碳刷与链轮接靠。
4.根据权利要求1所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述电镀槽的链轮链条机构和横带(18)上被镀料条(16)之间位置设有屏蔽挡板(19)。
5.根据权利要求4所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述屏蔽挡板(19)是3-5mm厚塑料板，屏蔽挡板(19)上与链条横带(18)对应位置开有横带折返前行的缝隙，缝隙形状与槽中的链条运行轨迹一致，缝隙边缘设密封条(21)，缝隙两边的密封条(21)对接。
6.根据权利要求5所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述密封条(21)是氟橡胶、硅橡胶或阴离子膜。
7.根据权利要求2所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述横带(18)上的料条夹紧装置是弹簧片夹(17)，所述弹簧片夹(17)由一段弹簧钢片构成，弹簧片从一端起由一段弧形固定卡紧部分，紧邻固定卡紧部分的与横带(18)平面相接弧形弹力支点部分和紧邻弹力支点弧形部分的一段臂部组成，臂部的前端折成夹头，夹头部分和横带边缘平行，臂部前端弯曲形成接触部，用于推压克服弹力支点弧形部分的张力，将夹头推开，弹簧片弧形固定卡紧部分置于横带边缘，弧形弹力支点部分弹压在横带面上，弹簧片靠自身弹性固定在横带(18)上。
8.根据权利要求7所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述弹簧片夹(17)宽为1-3mm，厚0.5-0.7mm。
9.根据权利要求8所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述横带和弹簧片夹(17)的外表面上涂有电镀挂具绝缘胶，弹簧片夹口和横带的料条夹口处除外。
10.根据权利要求1所述半导体引线框架电镀全自动生产线，其特征在于所述连续自动上料机构(1)包括储料盒(102)、上料平台(101)和气缸驱动的料条拾取、推料和给料装置；自动下料机构包括气缸和推杆，推杆给弹簧片夹(17)以压力使其张开，镀后的料条(16)靠自身重力落入收料盒(15)内。
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