引线框架电镀锡须、锡毛刺生成机理与预防
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铜。
Ｏ 层 ｘ
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． １ －
Ｃ１４和 Ｃ ０ ５均 为高精 度引 线框架 ， 电子 铜 ９ ７２ 用 带 为制 造集 成 电路 及半 导体 分立 器 件 的基 础 原料 ，
法 。 表面 电镀一层 纯 锡后 ， 铜 由于 纯锡镀 层为 单原 子 晶体形 成 的 ，其表 面有 不 同程 度 的孔 隙 ，如 图 １ 所 示 。经过一 定 的时 间 ，表 面一层 锡被氧 化且 锡 的氧
ＳＴ Ｍ 技术要求 的封装大多数都采用铜材。通常用在
Ｉ ｃ电路 中的铜材 有 Ｃ ９ １４和 Ｃ ０ ５铜材 ，它们 的特 ７２
２ 引线 框 架 简 介
性能 （ 强度 、 电性 能 以及导 热性 能 ） 选 择 。集 成 导 来 电 路 引 线 框 架 一 般 采 用 铜 材 （ ｕ） 或 铁 镍 合 金 Ｃ （ ２Ｆ — ｉ ， ４ ＃ ｅ Ｎ ） 目前甚 至 发展 到铁 镀铜 框架 。考 虑 到 电气 、 热与 塑封 匹配 以及 成本 等综合 因素 ， 别是 散 特
料 。通常 集成 电路 的封装 需要 先 在框架 表 面 电镀一
提出了无铅化。无铅产品有效控制了铅对人体健康
和 环境 的影 响 ，但 无铅 电镀 的 电子产 品极 易产 生锡
须 ， 而影 响到 电子元 件 的可靠 性 。 从 目前锡 须 的产 生 及 预 防 ， 电镀行 业一 个世 界性 的难题 。 实 际生产 是 在
１ 前 言
近年 来 ， 随着 集成 电路 技 术 的进 步 ， 成 电路 封 集
料及工艺标准 ，使之更加有利于人体健康及环境保
护 。 ） 个 配套 指 令控 制 电子 电气设 备 对 环境 的 污 两 染， 主要 是控 制 电子元 件 中有害 物质 的含量 ， 同时也
装 也 得 到 了很大 的发 展 。集成 电路塑 料封 装过 程 中 使 用 的 引线框 架是 集 成 电路封 装 的一种 主 要结 构材
刺 的产生有着不同的机理 ， 因此预防锡须及锡毛刺的产生， 需要采取有针对性的措施 。 本文章从原理上分 析 了锡须及锡毛刺的产生机理， 并结合现有封装电镀工艺流程 ， 有针对性地提 出了一些可行的预防措施，
为保 证 集成 电路 的可 靠性提 供 了理论 支持 。
关键 词 ： 引线 框 架； 锡须 ； 毛刺 ； 生机 理 ； 防措 施 锡 产 预
点 如下 ：
Ｃ１４性 能 ： 导 电性 ， ９ 高 导热 性 ， 耐蚀 性 ， 氧化 耐 性 良好 ； 较高 的强度 ， 延展 性 ， 硬度 ； 耐疲 劳性及 可镀
性， 可焊性。 其主要化学成分为铜 兰 ７ 铁： １ ９ ％， ２ ％～ ．
２６ 磷 ：．１ ％ ～０１％， ．％， ００ ５ ．５ 锌 ０２ ．％。
但在 实 际 冶炼 过程 难 免会 有一 些 其 他金 属 杂 质 ， 如 锰 、 等， 铬 在集 成 电路 封装 电镀 过程 中 ， 些 金属 杂 这 质不 易与 电镀前 处理 （ 去氧 化皮 ） 水反 应 。 药
Ｈａａｄ ｕ ｕ ｓ ｎ ｅ ） ｚｒｏ ｓ ｂｔ ｃｓ 。该 标 准 已 于 ２ ０ Ｓ ａ ０ ６年 ７月 １ 引线 框 架 使 用 的 原材 料 有 ： Ｆ Ｃ ９ 、７ ２ 、 Ｋ Ｃ、 １ ４ Ｃ ０ ５ Ａ ２ Ｐ 一 ０等… 材 料 的选择 主要 根据 产 品需 要 的 ４ 、 ＭＣ ９ 。
产 生对产 品 的安 全也是 致命 的 ，本 文后 续将 逐一 阐
述
圾 ， 弃物 中所 含 有 的有 害 物质 铅 、 等对 水 、 废 镉 土壤 以及 空气 造成 污染 ，并将 最终 对环 境 与人类 健 康造 成 危 害 。为 了维持 、 护和 提高 环境 质量 ， 护 人类 保 保 健 康及 合理 谨 慎地 使用 自然 资 源 ，欧盟 希望 通过 制 定 ＷＥ Ｅ及 Ｒ ｌ （ ｏ Ｅ ｏ Ｓ Ｒ ＨＳ是 由欧盟 立 法 制定 的一 项 强 制 性 标 准 ， 的 全称 是 《 于 限制 在 电子 电器 它 关 设 备 中 使 用 某 些 有 害 成 分 的 指 令 》（ ｅｔｃｏ ｆ Ｒ ｓｉｉｎｏ ｒｔ
层 锡 或锡 铅 ， 目的是 能够 达 到一定 的 焊接 可靠 性 并 起 到防腐 蚀作 用 。 是 ， 兴技 术 的迅 猛发 展 随之带 但 新 来 了大量 的 短寿命 电子消 费 品。 电子 电气行 业 在给
人 类 带来 方 便 的 同时 也 带 来 了堆 积 如 山 的 电子 垃
过程 中 ， 了锡须 外 ， 除 由于 Ｔ艺 问题引起 的锡 毛刺 的
日开始 正式 实施 ，主要 用 于规 范 电子 电气产 品 的材
ｈｔ Ｉ ｔｐ： ｗｗｗ ．ｉｍ ａ ｃ ｍ ｌ ｃ ｃ ９．ｏ
ＤＰ ＳＰ插 入 式 封装 以及 ＯＣ、Ｆ Ｐ Ｃ Ｉ和 Ｉ Ｉ Ｑ Ｐ、Ｌ Ｃ等 适 合
很 难准确 预测 锡须所 带来 的危 害 。 针对 纯锡镀 层产 生锡 须 的原 因 ，行业 内有 很多 种 说法 ，但 比较认 同的是 Ｃ Ｓ５合 金热 应力 的说 ｕ６ｎ
巾 国 集 成 电 路
Ｃ ｈ ｉ ｎｔ ｎａ Ｉ ｅｇ ｒ ｅ ｄ Ｃ ｉｃｕｉ ａｔ ｒ ｔ
封 装
引线框架电镀锡须◆ 锡毛刺生成机理与预防
李得雄 ， 宁慧
（ 天水华天 电子 集 团， 肃 天水 ，４ ０ 甘 ７ １０ ） ０
摘要 ： 引线框 架 电镀 纯锡 时 ， 过程控 制及 原 材料 的影 响 ， 受 纯锡 镀 层极 易产生 锡 须和锡 毛刺 。锡 须 和锡 毛
化物 一般 比较稳 定 ， 热性优 于纯 锡 。 导
孔 隙 爰 镀 运 动
Ｃ ０５性 能 ： 导 电性 ， ７２ 高 电热 性 ， 耐蚀性 ， 耐氧化 性 良好 ， 具有 较好 的弹性 ， 主要 化学 成 分 为铜 ， 其 在 实际冶 炼过 程 中会 添 加 ２ ％ ～３５ ． ９ ． ％钛 ， 通常 也 叫钛
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Ｃ１４和 Ｃ ０ ５均 为高精 度引 线框架 ， 电子 铜 ９ ７２ 用 带 为制 造集 成 电路 及半 导体 分立 器 件 的基 础 原料 ，
法 。 表面 电镀一层 纯 锡后 ， 铜 由于 纯锡镀 层为 单原 子 晶体形 成 的 ，其表 面有 不 同程 度 的孔 隙 ，如 图 １ 所 示 。经过一 定 的时 间 ，表 面一层 锡被氧 化且 锡 的氧
ＳＴ Ｍ 技术要求 的封装大多数都采用铜材。通常用在
Ｉ ｃ电路 中的铜材 有 Ｃ ９ １４和 Ｃ ０ ５铜材 ，它们 的特 ７２
２ 引线 框 架 简 介
性能 （ 强度 、 电性 能 以及导 热性 能 ） 选 择 。集 成 导 来 电 路 引 线 框 架 一 般 采 用 铜 材 （ ｕ） 或 铁 镍 合 金 Ｃ （ ２Ｆ — ｉ ， ４ ＃ ｅ Ｎ ） 目前甚 至 发展 到铁 镀铜 框架 。考 虑 到 电气 、 热与 塑封 匹配 以及 成本 等综合 因素 ， 别是 散 特
料 。通常 集成 电路 的封装 需要 先 在框架 表 面 电镀一
提出了无铅化。无铅产品有效控制了铅对人体健康
和 环境 的影 响 ，但 无铅 电镀 的 电子产 品极 易产 生锡
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近年 来 ， 随着 集成 电路 技 术 的进 步 ， 成 电路 封 集
料及工艺标准 ，使之更加有利于人体健康及环境保
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装 也 得 到 了很大 的发 展 。集成 电路塑 料封 装过 程 中 使 用 的 引线框 架是 集 成 电路封 装 的一种 主 要结 构材
刺 的产生有着不同的机理 ， 因此预防锡须及锡毛刺的产生， 需要采取有针对性的措施 。 本文章从原理上分 析 了锡须及锡毛刺的产生机理， 并结合现有封装电镀工艺流程 ， 有针对性地提 出了一些可行的预防措施，
为保 证 集成 电路 的可 靠性提 供 了理论 支持 。
关键 词 ： 引线 框 架； 锡须 ； 毛刺 ； 生机 理 ； 防措 施 锡 产 预
点 如下 ：
Ｃ１４性 能 ： 导 电性 ， ９ 高 导热 性 ， 耐蚀 性 ， 氧化 耐 性 良好 ； 较高 的强度 ， 延展 性 ， 硬度 ； 耐疲 劳性及 可镀
性， 可焊性。 其主要化学成分为铜 兰 ７ 铁： １ ９ ％， ２ ％～ ．
２６ 磷 ：．１ ％ ～０１％， ．％， ００ ５ ．５ 锌 ０２ ．％。
但在 实 际 冶炼 过程 难 免会 有一 些 其 他金 属 杂 质 ， 如 锰 、 等， 铬 在集 成 电路 封装 电镀 过程 中 ， 些 金属 杂 这 质不 易与 电镀前 处理 （ 去氧 化皮 ） 水反 应 。 药
Ｈａａｄ ｕ ｕ ｓ ｎ ｅ ） ｚｒｏ ｓ ｂｔ ｃｓ 。该 标 准 已 于 ２ ０ Ｓ ａ ０ ６年 ７月 １ 引线 框 架 使 用 的 原材 料 有 ： Ｆ Ｃ ９ 、７ ２ 、 Ｋ Ｃ、 １ ４ Ｃ ０ ５ Ａ ２ Ｐ 一 ０等… 材 料 的选择 主要 根据 产 品需 要 的 ４ 、 ＭＣ ９ 。
产 生对产 品 的安 全也是 致命 的 ，本 文后 续将 逐一 阐
述
圾 ， 弃物 中所 含 有 的有 害 物质 铅 、 等对 水 、 废 镉 土壤 以及 空气 造成 污染 ，并将 最终 对环 境 与人类 健 康造 成 危 害 。为 了维持 、 护和 提高 环境 质量 ， 护 人类 保 保 健 康及 合理 谨 慎地 使用 自然 资 源 ，欧盟 希望 通过 制 定 ＷＥ Ｅ及 Ｒ ｌ （ ｏ Ｅ ｏ Ｓ Ｒ ＨＳ是 由欧盟 立 法 制定 的一 项 强 制 性 标 准 ， 的 全称 是 《 于 限制 在 电子 电器 它 关 设 备 中 使 用 某 些 有 害 成 分 的 指 令 》（ ｅｔｃｏ ｆ Ｒ ｓｉｉｎｏ ｒｔ
层 锡 或锡 铅 ， 目的是 能够 达 到一定 的 焊接 可靠 性 并 起 到防腐 蚀作 用 。 是 ， 兴技 术 的迅 猛发 展 随之带 但 新 来 了大量 的 短寿命 电子消 费 品。 电子 电气行 业 在给
人 类 带来 方 便 的 同时 也 带 来 了堆 积 如 山 的 电子 垃
过程 中 ， 了锡须 外 ， 除 由于 Ｔ艺 问题引起 的锡 毛刺 的
日开始 正式 实施 ，主要 用 于规 范 电子 电气产 品 的材
ｈｔ Ｉ ｔｐ： ｗｗｗ ．ｉｍ ａ ｃ ｍ ｌ ｃ ｃ ９．ｏ
ＤＰ ＳＰ插 入 式 封装 以及 ＯＣ、Ｆ Ｐ Ｃ Ｉ和 Ｉ Ｉ Ｑ Ｐ、Ｌ Ｃ等 适 合
很 难准确 预测 锡须所 带来 的危 害 。 针对 纯锡镀 层产 生锡 须 的原 因 ，行业 内有 很多 种 说法 ，但 比较认 同的是 Ｃ Ｓ５合 金热 应力 的说 ｕ６ｎ
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引线框架电镀锡须◆ 锡毛刺生成机理与预防
李得雄 ， 宁慧
（ 天水华天 电子 集 团， 肃 天水 ，４ ０ 甘 ７ １０ ） ０
摘要 ： 引线框 架 电镀 纯锡 时 ， 过程控 制及 原 材料 的影 响 ， 受 纯锡 镀 层极 易产生 锡 须和锡 毛刺 。锡 须 和锡 毛
化物 一般 比较稳 定 ， 热性优 于纯 锡 。 导
孔 隙 爰 镀 运 动
Ｃ ０５性 能 ： 导 电性 ， ７２ 高 电热 性 ， 耐蚀性 ， 耐氧化 性 良好 ， 具有 较好 的弹性 ， 主要 化学 成 分 为铜 ， 其 在 实际冶 炼过 程 中会 添 加 ２ ％ ～３５ ． ９ ． ％钛 ， 通常 也 叫钛