SJ 21496-2018 微电子封装外壳 镀金工艺技术要求[电子].pdf

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1、中华人民共和国电子行业标准FL 6133 SJ 21496-2018 微电子封装外壳镀金工艺技术要求Microelectronics packages-Technical requirements for gold plating 2018-12-29发布2019-03-01实施国家国防科技工业局发布SJ 21496-2018 目IJI=l I 1 范围2 规范性引用文件下列文件中的修改单(不包是否可使用这HG/T 3585-2009 微电子封装外壳镀金工艺技术要求HJIT 314-2006 清洁生3 一般要求GB1T3138确立的术语和定义适用于本标准。4 一般要求4.1 人员SJ 2149

2、6-2018 4.1.1 人员应掌握微电子封装工艺相关的基础知识，并经过专业岗位技术培训，经考核合格后，持岗位资格证上岗。4.1.2 人员应掌握环境保护和职业健康安全相关的基础知识，能应急解决工艺过程中可能出现的问题。SJ 21496-2018 4.1.3 人员应了解相关管理制度，并自觉遵守人员着装和污染防控的各项规定。4.1.4 人员应熟练掌握l艺设备和仪器的操作方法，并取得相应的设备仪器操作证。4.1.5 人员应严格按照工艺要求进行操作，并按规定的格式填写工艺记录。4.2 环境4.2.1 环境温度环境温度5.C-35.C。4.2.2 车间清洁生产标准车间清洁生产标准应符合HJ/T314的相

3、关要求。工作场所应整洁有序，有良好的照明条件，工作台面应保持干净，物料摆放有序、整齐，所有设备仪器应干净整洁。4.2.3 噪音噪音应符合GB12348-2008中4.1对厂界环境噪音排放限制的规定。4.3 安全4.3.1 设备电源应可靠接地，定期对设备的水、电、气系统进行安全检查，消除安全隐患。4.3.2 操作人员应按设备操作规程操作，防止事故的发生。4.3.3 工作前应穿戴好防护用品，打开通风装置并检查通风装置是否正常工作。4.3.4 操作时不得直接用手接触电镀溶液。工作完成后，盖好镀槽，做好清洁整理工作。4.3.5 工作场所应制定相关应急预案，并配备相关应急处理设备(如:防酸碱手套、防酸碱

4、鞋、防毒面具、洗眼器等。4.4环保工作场所废气、废液及废渣排放应符合GB21900及当地政府规定的相应环保要求。4.5 材料4.5.1 主料微电子封装外壳主料均应是镀镇后的产品。4.5.2 辅料电镀金工艺所需主要辅料及要求见表1，所用辅料应严格按照相关存储条件存放，在有效期内使用。表1辅料序号辅料名称技术要求执行标准用途盐酸分析纯及以上GBff 622-2006 酸洗/活化/预镀镇2 铀金铁网1m3m 预镀金、镀金3 氧化亚金钢分析纯及以上SJ 20846-2002 预镀金、镀金4 删氢化铀分析纯及以上HGff 3585-2009 化学镀金5 删氢化饵分析纯及以上HGff 3584-2011

5、化学镀金6 二甲基棚皖分析纯及以上.化学镀金7 氧化饵化学纯及以上GBff 27585-2011 退金8 纯水电阻率:二三10MQcm.清洗耐酸碱性、耐大于100.C高9 保护胶带温、良好的粘附性、剥离后.局部保护镀金无残留耐酸碱性、耐大于100.C高10 保护胶温、良好的粘附性、剥离后.局部保护镀金无残留11 氮气纯度:二三99.9%GBff 3864-2008 退火2 SJ 21496-2018 4.6 设备、仪器和工装夹具4.6.1 设备和仪器设备应定期进行检定，仪器应定期进行计量校准，设备和仪器均应在有效期内使用。常用设备、仪器见表2。序号设备和仪器名称表2常用设备和仪器技术要求用途电

6、镀线应包括前处理槽、镀镇槽、镀金槽、电电镀线陆电源、烘箱、水洗槽、空气搅拌、阴极移动、|前处理、镀镇、镀金等匀，岛一句3-A吁一J-ro杂质离子检测退火测试镀层厚度外观检验a)匹配度等要素进、，J。in，聚丙烯c)5 详细要求5.1 工艺流程图1微电子封装外壳局部保护镀金工艺流程图去置换层(适用时)图2微电子封装外壳引线镀金工艺流程图3 SJ 21496-2018 图3微电子封装外壳整体镀金(挂镀/滚镀)工艺流程图5.2 工艺准备5.2.1 文件图4微电子封装外壳化学镀金工艺流程图应检查并确认使用的工艺文件、图样、作业指导书等文件的现行有效性和齐套性。5.2.2 设备设施应确认生产线、设备正常

7、运行:确定镀槽中没有掉落的镀件，槽面没有漂浮物。5.2.3 工装夹具应确认使用到的工装夹具无污染。确认镀件装架方式是否合理。确认挂具电连接的有效性。镀件在挂具上不应被遮挡，镀件与挂具的接触应为点接触。5.2.4 主料微电子封装外壳镀金主料应满足SJ21334-2018中4.2.4规定的相应要求。5.2.5槽j夜应确认各槽液浓度、pH值、温度等参数在工艺要求范围内，如需新配，需满足相应文件要求。5.3 局部保护镀金工艺5.3.1 局部保护5.3.1.1 采用可剥离保护胶或保护胶带对不需要镀金区域进行保护。5.3.1.2 可剥离保护胶或保护胶带应具有耐酸碱性(电镀前处理及镀液中保持稳定，不溶解)、

8、良好的粘附性(需确保镀覆过程中无渗镀现象)，耐高温(大于100OC)、剥离后产品表面无残留等特点。5.3.2 除油(适用时)5.3.2.1 微电子封装外壳镀镇后表面油脂残留较少，因局部保护过程中可能引入手指印，口水印等，可采用碱性除油液进行浸泡除油，可以辅助循环过滤或空气搅拌降低溶液的温度及浓度梯度。5.3.2.2 除油后的镀件通常采用二级逆流自来水清洗，然后采用二级逆流纯水清洗，因有保护胶或者保护胶带，一般不采用超声波清洗，可以辅助空气搅拌或阴极移动提高清洗效果。5.3.2.3 除油后镀件表面应为均匀连续的水膜。5.3.3 活化5.3.3.1 常采用室温-50oC,15%-30%(体积比盐酸

9、活化镀件，使镀件镀覆之前具有一定的化学反应活性。5.3.3.2 活化后的镀件通常采用二级逆流纯水清洗，一般不采用超声波清洗，可以辅助空气搅拌或阴极移动提高清洗效果。5.3.3.3 活化液需定期进行分析、添加和更换。常用酸碱滴定分析方法分析酸洗液中浓度，根据滴定结果计算添加量。5.3.3.4 活化后的镀件表面应附着均匀一致且连续的水膜，不允许水膜不连续的状态下进镀金槽。5.3.4 预镀金5.3.4.1 常微电子封装外壳电镀金一般采用微氨拧橡酸盐体系(拧橡酸钢、拧棱酸、氧化亚金饵、其他添加剂等组成的镀金体系)，通过大电流闪镀一层金，提升金层与镇层之间的结合力。5.3.4.2 根据施镀产品面积和电流

10、密度(0.3A!dm2-1 A!dm2)计算预镀金电流(电流=电流密度施镀面积)，根据计算电流值进行电流设置，预镀金时间一般为15s-60 s(厚度一般小于0.2m)。4 SJ 21496-2018 5.3.4.3 电镀过程中，镀件和电源之间应该有良好的电接触，以防止产生化学和浸渍镀层，防止打火和过热。5.3.4.4 预镀金后的镀件应该经过静态回收清洗，二级逆流水洗槽进行镀后的清洗。5.3.4.5 预镀金后的镀件表面应为均匀一致的金金属本色，无局部发花、点状或片状漏镀等。5.3.4.6 定期对溶液温度进行校准(温度控制要求土2.C)，定期对溶液各项离子浓度进行分析调整。5.3.5镀金5.3.5

11、.1 微电子封装外壳电镀金一般采用微氧拧橡酸盐体系。5.3.5.2 根据施镀产品面积和电流密度(0.1Ndm2.0.3 N也n2)计算镀金电流(电流=电流密度施镀面积)，根据计算电流值进行电流设置。为确保镀金层均匀性，电镀金应尽量采用正反脉冲电源，以减少同一挂具或者同一产品上的电流尖端效应，具体正、反电流大小，正、反时间(占空比应根据挂具形状、大小、产品图形等试验后确定。5.3.5.3 镀金层厚度为1.3阳.5.7阳，如有特殊要求，以技术协议为准，并通过首件产品生产过程中镀层厚度测试数据(一般抽检5只进行厚度测量)，确定相应镀覆时间。采用铅锡焊接或者锡焊接产品金层厚度不直超过2m;采用铝丝键合

12、区域表面金层不直采用厚金工艺，建议不高于0.64m;采用激光焊接产品，不宜采用化学镇余或者交叉镇余层结构。5.3.5.4 电镀过程中，镀件和挂具触点之间应该有良好的电接触，以防止产生化学和浸渍镀层，防止打火和过热。5.3.5.5 镀金后的镀件应该经过静态回收清洗，二级逆流水洗槽进行镀后的清洗。5.3.5.6 镀金后镀件表面外观应均匀一致，呈镀种金属本色，无局部发花、漏镀等。5.3.5.7 定期对溶液温度进行校准(温度控制要求士2.C)，因为温度偏低，镀金层析出镀层外观易发红。温度偏高，镀金溶液pH值容易变化(降低的倾向)。5.3.5.8 定期对以下溶液各项离子浓度进行分析调整:a)金离子浓度:

13、因金离子浓度偏低，界限电流密度会降低，金粒子浓度偏高，带出量增加，即成本增加:b)金粒幼化剂Tl或Pb离子浓度:偏高低时，易导致高电流密度操作时，结晶粒子分散，也是外观发红，耐热性降低的原因，偏高时，高电流密度区域会存在共析量增加;c)Ni2+、Cu2+等杂质离子浓度:杂质离子浓度偏高会导致析出效率降低，由于共析会导致耐热性、金丝键合及可焊性劣化，以及外观色斑等，建议总杂质离子浓度小于200mg几。5.3.5.9 定期对pH值进行分析调整，pH值偏低，金络合体有容易分解的倾向，pH值偏高，电镀均匀性会有降低的倾向。5.3.6 烘干5.3.6.1 镀件烘干前常采用热的去离子水进行超声清洗，热水温

14、度40.C-70.C。5.3.6.2 镀件常采用连续热风烘干方式进行烘干，烘箱温度70.C-140.C。5.3.6.3 定期对热水槽温度(温度控制要求士2.C)及烘箱温度(温度控制要求士20.C)进行校准。5.3.7 去保护层5.3.7.1 去除镀件表面保护胶或保护胶带。5.3.7.2 如去除保护胶或者保护胶带工艺过程镀件表面引入一定污染，需重复5.3.2步骤及5.3.6步骤。5.3.8 退火(适用时5.3.8.1 镀金后可采用退火的方式进行处理，以消除镀层应力，同时镀层结合力不良的镀件也能通过退火进行筛选。5.3.8.2 退火的温度通常为350.C-450.C，保温时间为5min-15 mi

15、n，一般采用氮气进行保护防止镀层被氧化。5 SJ 21496-201 B 5.4 引线镀金工艺5.4.1 连通引线5.4.1.1 微电子封装外壳整体镀镇后，应保持引线与挂具导电区域良好的电连通。5.4.1.2 连通引线过程及后续镀覆过程应确保引线不受力，不变形。5.4.2 活化同5.3.30 5.4.3 预镀金同5.3.405.4.4 镀金同5.3.5。5.4.5 去置换层(适用时)5.4.5.1 微电子封装外壳引5.4.5.2 去除置换金溶J时不影响引线镀金层先瞅主、5.4.5.3 去置换E同5.3.6。5.5.1.6 退火(适用时同5.3.8。5.5.1.7 去连线(适用时同如外壳采用了键

16、合金属线工艺进行辅助电镀，应进行去金属线处理，处理后不应存在露底金属、关键键合区域及芯片贴装区域不应存在金层划伤、凸起等现象。5.5.2 滚镀5.5.2.1 通则微电子封装外壳整体电镀金(滚镀工艺适用于无法挂镀或挂镀效率较低的小尺寸外壳。镀金滚筒一般选取倾斜式或卧式滚镀机，转速一般为(8-10)叩m/min，聚丙烯板材，滚筒应根据零件尺寸选用适当的孔径大小，如镀件尺寸小于lmmxlmm，应采用特制滚筒或无孔倾斜式滚筒，为确保镀件良好的电连接，可添加一定数量的陪镀件，陪镀件数量和尺寸应根据镀件尺寸及形状经试镀后确定，以镀件各区域镀金层厚度均匀一致为最佳。6 5.5.2.2 活化同5.3.305.

17、5.2.3 预镀金同5.3.405.5.2.4 镀金同5.3.5。5.5.2.5 烘干同5.3.6。5.5.2.6 退火(适用时)同5.3.8。5.6 化学镀金工艺5.6.1 通则SJ 21496-2018 微电子封装外壳化学镀金工艺适用于镀覆区域无法全部电连通的外壳，化学镀金底镀层一般要求化学镇磷(磷含量6%9%)。5.6.2 活化同5.3.3。5.6.3 化学预镀金预镀金要求如下:a)微电子封装外壳化学镀金一般采用微氨拧棱酸盐体系(亚磷酸氢纳、拧橡酸僻、氟化亚金饵等组织的置换金体系)，通过预镀一层置换金，提升金层与镇层之间的结合力，同时防止后续化学镀金槽中镇离子污染，置换金厚度一般小于0.

18、3阳;b)预镀金后的镀件应该经过静态回收清洗，二级逆流水洗槽进行镀后的清洗;c)预镀金后的镀件表面外观应均匀一致，呈镀种金属本色，无局部发花、漏镀等:d)定期对溶液温度进行校准(温度控制要求士2.C)，定期对溶液各项离子浓度进行分析调整。5.6.4 化学镀金镀金要求如下:a)微电子封装外亮化学镀金一般采用棚氢化铀(饵)或二甲基棚炕(DMAB)为还原剂的休系(拧橡酸钢、氧化僻、氧化亚金钢、氢氧化饵、棚氢化铀(饵或二甲基棚炕(DMAB)等组成的体系);b)镀金层厚度为0.3m3阳，如有特殊要求，以技术协议为准，并通过首件产品生产过程中镀层厚度测试数据(一般抽检5只进行厚度测量)，确定相应镀覆时间。

19、采用铅锡焊接或者锡焊接产品金层厚度不宜超过2ffi;采用铝丝键合区域表面金层不宜采用厚金工艺，建议不高于0.64ffi;采用激光焊接产品，不直采用化学镇金或者交叉镇金层结构:c)镀金后的镀件应该经过静态回收清洗，二级逆流水洗槽进行镀后的清洗;d)镀金后的镀件表面外观应均匀致，呈镀种金属本色，无局部发花、漏镀等;e)定期对溶液温度进行校准(温度控制要求65.C土2.C)，定期对溶液各项高子浓度进行分析调整，其中金离子浓度2glL4 gIL，Tl离子浓度0.5mgIL,.,3.0 mglL等。5.6.5 烘干同5.3.6。5.6.6 退火(适用时同5.3.8。7 SJ 21496-2018 5.7

20、 检验5.7.1 外观检验在10倍的显微镜下，对加工完的产品进行100%外观检验，如无特殊要求，陶瓷外壳外观应符合GJB1420B-2011附录A中A.3.2.7、A.3.3.4、A.3.4、A.3.6.5和A.3.10的要求:金属外壳外观应符合GJB2440A-2006附录A中A.3.7的要求。如产品图纸或设计文件有特殊要求，以产品图纸或设计文件为准。5.7.2 镀层厚度镀层厚度按SJ20129-1992方法201中的规定进行测量，抽样数量应满足GJB179A-1996表1中S3，表2中1.0相应规定，测量厚度应满足产品图纸或设计文件的要求。测量位置应在主平面的中心部位进行(如产品结构复杂或

21、采用交叉镀覆方式，可采用陪镀片进行厚度测量。如无特殊要求，镀层厚度应符合GJB 1420B-2011 中3.7.4的规定。5.7.3 镀层质量如无特殊规定，镀层5.8.1 标识电镀过程中对于过程5.8.2 转运周转容器的挤压，电镀供机械支撑，光滑，不会5.8.3 储存外壳在检在运输或休影响的库房。a)应定期分析金b)不使用镀液时，应5.10 记录，一般为5只0失效，如产品并提纸进行隔离。、无腐蚀性气产品转运过程应附工艺随行单(参见附录A)7艺随行单应注明产品的型号，批次，用户，数量等基本信息。应详细记录工艺过程，产生的不合格现象，不合格数量，不合格品处理信息等。按规定格式填写工艺随行单，记录应清晰整洁，:M改处要签名并填写划改日期。8 镀金工艺记录格式见图A.l。镀件型号工艺主料数量抽检情况镀层厚度Au:U汀1;电镀要求盐雾要求:口无;口24h;口预镀金设备编号镀液温度口镀金镀金设备编号镀液温度附录A(资料性附录)镀金工艺记录格式镀金工艺记录镀件批号工艺条件/检验结果/口、抽检口48h;口其他:设备检定时间。C镀金时间设备检定时间。C镀金时间镀层厚度Au实测数据(m):口镀金检验外观检验镀件总数:/口、口检验抽检:只镀层质量:/口、图A.1镀金工艺记录格式SJ 21496-2018 操作人及日期/口、。mm ffilll 9