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IC铜合金引线框架生产污染状况分析与治理措施

文档作者：于照阳，马　国，马普利，史云杰文档来源：西北矿冶研究院		更新日期： 2025年05月14日	点击数：
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第３９ 卷第３ 期
２０１７ 年６ 月
甘　肃　冶　金
ＧＡＮＳＵ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．３
Ｊｕｎ．，２０１７
文章编号：１６７２-４４６１（２０１７）０３-０１０１-０５
ＩＣ 铜合金引线框架生产污染状况分析与治理措施
于照阳，马　国，马普利，史云杰
（西北矿冶研究院， 甘肃　白银　７３０９００）
摘　要： ＩＣ 引线框架用铜带是集成电路的重要基础材料。通过蚀刻法生产引线框架的生产工艺流程及原理入手，
分析工艺污染物产生环节、污染物特征以及排放方式等，针对性的提出相应的治理措施，为今后同类型的建设项目
提供借鉴。
关键词：蚀刻法；选择性电镀；铜带；一步净化器；吸收塔；洗涤塔
中图分类号：Ｘ７８ 　　　　　　文献标识码：Ｂ
The Pollution Situation Analysis and Pollution Control Measures of
the IC Copper Alloy Lead Frame Production
ＹＵ Ｚｈａｏ-ｙａｎｇ，ＭＡ Ｇｕｏ，ＭＡ Ｐｕ-ｌｉ，ＳＨＩ Ｙｕｎ-ｊｉｅ （Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ＆ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ， Ｂａｉｙｉｎ ７３０９００， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： ＩＣ ｌｅａｄ ｆｒａｍｅ ｗｉｔｈ ｃｏｐｐｅｒ ｂｅｌｔ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｂａｓｉｓ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔａｒｔｅｄ ｆｒｏｍ ａｎａｌｙｚｉｎｇ
ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｔｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｌｅａｄ ｆｒａｍｅ ，ｔｈｅｎ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｌｉｎｋｓ，
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ Ａｔ ｌａｓｔ ，ｉｔ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ，
ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｗｉｌｌ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｙｐｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ．
Key Word： ｅｔｃｈｉｎｇ；ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｐｌａｔｉｎｇ；ｓｔｅｅｌ ｂｅｌｔ；ｓｔｅｐ ｐｕｒｉｆｉｅｒ；ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｔｏｗｅｒ；ｗａｓｈｉｎｇ ｔｏｗｅｒ
1　引言
众所周知，自１９５８ 年美国两公司（得克萨斯仪
器公司和仙童公司）发明了半导体集成电路（ＩＣ）
后，半个世纪以来，ＩＣ 得到了迅速发展，经过了小规
模、中规模时代，已进入了超大规模和特大规模集成
电路时代。集成电路发展极大地促进了生产力发
展。以ＩＣ 为核心的信息时代，是人类继石器时代、
青铜时代、铁器时代之后一个更高级的时代。美国
以ＩＣ 为主的电子信息产业已占国民经济总产值
（ＧＮＰ）的第１ 位。集成电路技术已经是许多国家
国民经济和国防建设的战略核心，国外已把ＩＣ 技术
看成是掌握世界的钥匙，谁掌握了它，谁就掌握了
世界。
集成电路（ＩＣ）由芯片、引线框架和塑封三部分
组成。其中，引线框架的主要功能是为芯片提供机
械支撑载体，并作为导电介质连接ＩＣ 外部电路，传
送电信号，以及与塑封材料一起，向外散发芯片工作
时产生的热量，成为ＩＣ 中极为关键的零部件［１］ 。
封装用引线框架是极为精密的零部件，随着引
线框架的引脚数不断增加，引线宽度和间距不断减
小，对引线框架的设计的制造提出了新的要求。在
集成电路元件的生产制造过程中，引线框架给ＩＣ 芯
片提供了支撑的基座，并提供焊接的引线及导脚。
为了保证封装工艺中的装片／键合性能，引线框架的
装片／键合区域（内引线脚上的和小岛）一般要求压
印，然后在上面镀银或镀铜。引线框架上的镀层为
功能性镀层，镀层的可焊性、导电性、位置均有严格
的要求；镀件尺寸小，批量大，要求采用低成本、高效
率的电镀生产方式［２］ 。
引线框架的生产按生产工艺分为冲制选择电镀
工艺和蚀刻选择电镀工艺，而蚀刻选择电镀又根据
细节的处理不同又细分为总工艺电镀、压板电镀和
菲林电镀三种工艺。
而蚀刻选择电镀具有工艺简单、过程易控、产品
成品率高等特点被大量企业所采用，在这里主要针
万方数据
对蚀刻选择电镀的工艺进行介绍说明。
2　引线框架生产原料及设备
2．1　生产原料
关于引线框架生产的主要生产原料为纯铜卷
带、ＵＶ 感光干膜、盐酸（３０％）、除油粉、活化盐、碳
酸钠、氯酸钠、氯化铜、氰化钾、氰化银、氰化亚铜、氰
化银钾、氢氧化钠、铜５ 保护剂、Ｔ１３ 药水、５５０ 酸盐、
显影液、乳酸等。
从以上原材料中可以看出关于引线框架的生产
中涉及到大量的剧毒品。2．2　生产设备
生产设备主要有：原材料清洗机、显影机、去膜
机、压板电银机、蚀刻机、干燥机、高温小烘箱、曝光
机、压膜机、曝光机、纯水制备机、氢氧化钠二级洗涤
塔、银回收系统及铜回收系统等设备。
3　生产原理及工艺流程
3．1　生产原理及方法
⑴生产原理。
引线框架的生产原理是将铜带进行清洗干净
后，双面镀膜进行曝光显影后再进行蚀刻，退膜清洗
后再根据工艺需求是进行压板电镀还是菲林电镀等
工序。
在压板电镀中由于氰化亚铜和铜板的溶解以及
氰化银及氰化银钾的加入，外排废水中铜离子及银
的含量较高，为了确保废水中的铜离子和银离子能
够达标排放，需增加铜回收设施和银回收设施。其
原理主要是利用电解工艺将废水中的铜离子和银离
子电解吸附到铜阴极板上或银阴极板上。处理后的
废液排入厂区污水处理站，处理后排入园区污水处
理厂。具体的化学反应方程式见下。
２Ｃｕ（ＣＮ）２ ＋２Ｈ２ Ｏ＝２Ｃｕ↓＋４ＨＣＮ＋Ｏ２
２ＣｕＣｌ２ ＋２Ｈ２ Ｏ＝２Ｃｕ↓＋４ＨＣｌ＋Ｏ２
４ＡｇＣＮ＋２Ｈ２ Ｏ＝４Ａｇ↓＋４ＨＣＮ＋Ｏ２
⑵生产方法。
①总工艺。总生产工艺主要分为：前清洗、上干
膜、曝光显影、蚀刻、退膜、后清洗、电镀等工序。
②压板电镀。压板电镀中又细分为前清洗、镀
铜、预浸银、镀银、铜保护、防银胶扩散、检验包装等
工序。
③菲林电镀。菲林电镀又细分为前清洗、电菲
林、曝光显影处理、部分压板电镀工艺、脱膜、铜保
护、防限胶扩散及检验包装工序。3．2　生产工艺流程
总工艺、压板电镀及菲林电镀的工艺流程及产
污节点见图１、图２、图３。
图１　总工艺流程及产污节点图
１０２ 　　　　　　　　　甘　肃　冶　金　　　　　　　　　　　　　　　　第３９ 卷
万方数据
图２　压板电镀工艺流程及产污节点图
图３　菲林电镀工艺流程及产污节点图
第３ 期　　　　　 　　　　于照阳，等：ＩＣ 铜合金引线框架生产污染状况分析与治理措施　　　 １０３
万方数据
4　污染物产排情况分析
4．1　废气
引线框架生产时产生的废气主要是各类槽罐逸
散的含酸、含氰废气（编号Ｇ１）。引线框架在每个
液体槽罐上都安装了密封罩，收集的逸散废气经槽
罐上部的干湿分离装置处理后，一起进入厂内的二
级氢氧化钠洗涤塔处理后经２５ ｍ 排气筒外排。4．2　废水
引线框架生产时产生的各类生产废水（主要是
含酸废水、含氰废水、重金属废水）一并排入厂区内
的污水处理站处理后，排入园区内的污水处理厂
处理。4．3　固废
引线框架生产时产生的固废主要是Ｑ 板和检
验工序产生的不合格品、退膜工序产生的废膜、电镀
槽底产生的电镀渣、拗片工序产生的废铜板边角料、
铜回收工序产生的铜粉、银回收工序产生的银粉。4．4　噪声
引线框架生产时产生的噪声来源于二级洗涤
塔、各类水泵、各类风机等设备运行过程中产生的
噪声。
引线框架生产时的产污节点及治理情况具体见
图１、图２、图３ 和环保治理措施一节。
5　环保治理措施
5．1　废气
引线框架生产时产生的废气主要是电镀所需的
各类槽罐逸散的含酸、含氰废气。在此类工程中在
每个液体槽罐上都安装了密封罩，收集的逸散废气
经槽罐上部的干湿分离装置处理后，一起进入二级
氢氧化钠洗涤塔处理后经２５ ｍ 排气筒外排。
在这里逸散的废气经槽罐上部的干湿分离装置
处理，主要是为了进一步的减少后续工段的湿度；而
采用２５ ｍ 排气筒外排，主要是在枟电镀污染物排放
标准枠（ＧＢ２１９００-２００８）中针对含氰废气的排放排气
筒的高度不得低于２５ ｍ 这一规定。
而采用二级氢氧化钠洗涤塔处理废气主要是碱
式废气处理塔（喷淋塔）具有以下特点：⑴工艺简
单，管理、操作及维修方便简洁，对生产造成影响较
小；⑵过程压降较低，操作弹性大，且具有很好的除
雾性能；⑶净化过滤废气，效果较好，去除率可高达
９９％以上。
经以上措施处理后的外排废气可以满足枟电镀
污染物排放标准枠（ＧＢ２１９００-２００８）表５ 中的新建企
业大气污染物排放浓度限值要求，即：氯化氢３０
ｍｇ／ｍ３ 、氰化氢０．５ ｍｇ／ｍ３ 。5．2　废水
引线框架生产中产生的废水主要有纯水制备机
产生的废水、二级洗涤塔产生的废液、半成品在水洗
后产生的水洗废水（此类废水又分为含酸、含氰废
水及含重金属废水）以及生活污水。
⑴纯水制备机产生的废水。纯水站产生的浓水
直接排入园区内的污水处理站。浓水中的主要成分
为Ｎａ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｌ－、ＳＯ４
２－、ＣＯ３
２－，但其浓度较低
且不含有毒有害物质，浓水中的各项污染物均可以
满足枟电镀污染物排放标准枠（ＧＢ２１９００-２００８）中的
标准限值要求。
⑵二级洗涤塔产生的废液。氢氧化钠二级洗涤
塔每级洗涤塔都有其独立的洗涤液及吸收液循环系
统。洗涤废液串级使用，即后一级的洗涤液饱和后，
抽取一定量的废液进入前一级的洗涤废液作为洗涤
液的补充液，但前一级的洗涤液饱和后排入厂内的
污水处理站处理后排入园区的污水处理站作进一步
的处理。
⑶生产废水。引线框架生产时产生的生产废水
根据工艺产生点的不同又分为含酸废水、含氰废水
和含重金属废水，其中含重金属废水又细分为含铜
废水和含银废水。
①含酸废水、含氰废水。引线框架生产时产生
的含酸、含氰废水直接进入厂内的污水处理站处理，
满足枟电镀污染物排放标准枠（ＧＢ２１９００-２００８）中的
标准限值要求后外排。
②含重金属废水。含重金属废水又细分为含铜
废水和含银废水。
引线框架生产镀铜后的三级水洗工序产生含铜
废水，为了减轻厂内污水处理站的负担，在电镀车间
内设立了铜回收工序，将镀铜后三级水洗工序产生
的废水进行铜回收作业后排入厂内的污水处理站处
理，满足枟电镀污染物排放标准枠（ＧＢ２１９００-２００８）中
的标准限值要求后外排。
引线框架生产镀银后的三级水洗工序产生的含
银废水先进入车间内的银回收系统回收废水中的
银，满足枟电镀污染物排放标准枠（ＧＢ２１９００-２００８）中
的车间排放要求后进入厂内的污水处理站进行深度
处理后外排。
引线框架生产中的铜回收及银回收工序均采用
电积原理进行回收废水中的铜和银。化学反应方程
式如下：
２Ｃｕ（ＣＮ）２ ＋２Ｈ２ Ｏ＝２Ｃｕ↓＋４ＨＣＮ＋Ｏ２
２ＣｕＣｌ２ ＋２Ｈ２ Ｏ＝２Ｃｕ↓＋４ＨＣｌ＋Ｏ２
４ＡｇＣＮ＋２Ｈ２ Ｏ＝４Ａｇ↓＋４ＨＣＮ＋Ｏ２
１０４ 　　　　　　　　　甘　肃　冶　金　　　　　　　　　　　　　　　　第３９ 卷
万方数据
含重金属废水经车间内的铜回收工序及银回收
工序处理后，废水中的铜离子及银离子满足枟电镀
污染物排放标准枠（ＧＢ２１９００-２００８）中的车间或生产
设施排放口后进入厂区污水处理站做进一步的处
理。处理后外排。
③厂内的污水处理站。针对引线框架生产厂区
污水处理站采用“一步净化器”作为主体处理设备
对生产时产生的含酸、含氰废水、含碱废水以及含重
金属废水进行处理。
“一步净化器”集多项先进技术为一体，设备内
部由喷射回流混合器、第一反应室、第二反应室、澄
清单元、过滤单元组成，将反应、絮凝、沉淀、澄清、过
滤等工序组合在一个专用设备内依次完成。喷射回
流混合器能够快速进行混合反应，同时进行污泥回
流，充分利用使反应更加迅速，药剂使用更加充分；
过滤部分采用专用高效轻质滤料，并带有水力旋转
冲洗装置，使滤料清洗简单方便。设备内部进行环
氧树脂防腐处理，外部刷防锈漆和面漆，使用寿命
长，一般正常使用寿命大于２０ 年；因此“一步净化
器”具有流程简单、占地少、上马快、能耗低、效率
高、操作方便、免维护等优点。
其处理工艺流程见图４。
图４　厂区污水处理站工艺流程图
　　含氰废水经过预处理后将氰根氧化分解，然后
与酸碱洗清洗废水一起排入综合废水池；酸碱清洗
废水与预处理后的含氰废水还有压滤机滤液经综合
废水池水量水质均衡后，再用泵送入“一步净化器”
进行处理，同时进行泵前加药，出水流入清水池，水
质无色无味，完全达到排放要求，节能减排。“一步
净化器”污泥排入污泥池后用泵送至厢式压滤机脱
水，泥饼外运。
⑷生活污水。生活污水经化粪池处理后各项污
染物均可以满足枟污水综合排放标准枠（ＧＢ ８９７８-
１９９６）中的三级标准限值后外排。5．3　固废
引线框架生产时产生的固体废物主要有不合格
品、废膜、铜板边角料、铜粉、银粉、为纯水制备机更
换下来的废活性碳、污水站污泥、废包装袋（桶）及
生活垃圾等。各种固体废物成分及分类见表１。
表１　固体废物成分及分类一览表
序号固废名称主要成分分类固废去向
１ 不合格品 Ｃｕ Ⅰ类一般固废 综合利用 ２ 边角料 Ｃｕ Ⅰ类一般固废 综合利用 ３ 铜粉 Ｃｕ Ⅰ类一般固废 综合利用 ４ 银粉 Ａｇ Ⅰ类一般固废 综合利用 ５ 废膜 废膜 ＨＷ１７ 类危险废物 省危废中心集中处置 ６ 污水站污泥 污水站污泥 ＨＷ１７ 类危险废物 省危废中心集中处置 ７ 电镀渣 电镀渣 ＨＷ３３ 类危险废物 省危废中心集中处置 ８ 废活性碳 废活性碳 Ⅰ类一般固废 厂家回收进行再生处理 ９ 废包装袋（桶） 废包装袋（桶） ＨＷ４９ 类危险废物 原材料供应厂家回收利用 １０ 生活垃圾 生活垃圾 城市生活垃圾 垃圾填埋场 （下转第１１１ 页）
第３ 期　　　　　 　　　　于照阳，等：ＩＣ 铜合金引线框架生产污染状况分析与治理措施　　　 １０５
万方数据
同一质量问题重复发生；二是计量设施不完善，导致
生产过程中人为操作的盲目性和随意性；三是在外
部条件发生变化时，如蒸汽压力、粉煤灰质量、生石
灰质量出现波动时，未能及时作出调整；四是现有规
程没有将操作过程进行细化分解，且没有对操作过
程进行定量化的数据描述，导致可操作性、可约束性
不强。
6　工作环境
加气混凝土砌块生产线的工作环境重点要控制
配料制浆工序的岗位粉尘、静停室室内的温度湿度、
地面应保持清洁、成品库区定置摆放等，所有通道必
须保持畅通，不允许堆放杂物。
7　生产实践
加气混凝土砌块最主要的控制指标是容重和强
度，在生产实践中运用鱼刺图分析法，找出４０ 余种
影响产能发挥和产品质量的控制点，其重点在于：制
浆、浇注、蒸养过程中的工艺操作规程的执行；根据
粉煤灰细度和需水量比进行配料调整；控制预养室
的温度湿度。
⑴将粉煤灰制浆温度控制在３５～４５℃，使粉煤
灰内游离氧化钙在制浆池内部分消解，在混合料浆
稠化后使其坯体膨胀降低，减少发气裂纹。
⑵依据粉煤灰的化学分析、粉煤灰的细度、需水
量、粉煤灰搅拌过程中摊开度的变化趋势，水灰比控
制在０．５～０．５５。
⑶控制发气时间在１５～２５ ｍｉｎ，使发气与稠化
过程同步完成。
⑷预养室温度在５０～６０℃、湿度大于３０％，使
其坯体内部热量均匀，改善坯体内部的结构和均匀
性。
⑸在预养过程中避免模框受到相互碰撞而产生
的机械裂纹。
⑹蒸养操作严格按照三段式升压方式进行蒸压
养护。
严格控制上述关键点，则能够满足加气混凝土
砌块的生产需要。
8　结语
加气混凝土是技术：用数据来表述、用标准来衡
量；加气混凝土是艺术：用感受来体验、用经验来指
导。通过数据分析和生产实践，得出“容重控制的
关键在于制浆和浇注、强度控制的关键在于配料和
蒸养”的宝贵经验。加气混凝土砌块生产从理论到
实践，并不需要高深莫测的知识，而是在于总结出来
的经验教训和精细化地操作。
参考文献：
［１］　王福元，吴正严．粉煤灰利用手册（第二版）［Ｓ］．中国
电力出版社，２００４．
［２］　宋晓辉，任中京．加气混凝土用铝粉的应用与制备
［Ｊ］．中国粉体技术，２００６（３）：４５-４７．
［３］　孙　莹．新型墙体材料标准手册［Ｓ］．中国标准出版
社， ２００８．
［４］　崔可浩，吴庵敖．加气混凝土生产技术实用讲义［Ｊ］．
加气混凝土，２０１２．
收稿日期：２０１７-０４-２０
（上接第１０５ 页） 5．4　噪声
引线框架生产时产生的噪声源主要有氢氧化钠
二级洗涤塔、各类风机及水泵。源强大约在８５～９５
ｄＢ（Ａ）。采取的主要防治措施首先是在设备选型
上，优先考虑选用高效低噪设备，同时根据不同的噪
声源的声级及现场使用情况，对各类噪声设备进行
基础减振、隔音等措施，以减轻对周围环境的影响。
根据各类风机的噪声排放特征，分别采取降噪
措施，风机进、出口安装消声器，将风机布置在隔声
间内。通过建筑隔音，噪声级可降低３０ ｄＢ（Ａ）。
6　结语
综上所述，以铜带为原料，采用蚀刻选择性电镀
方法生产引线框架，通过对生产工艺流程和原理的
论述，污染物特征及产污节点的识别，针对性的提出
各项污染物环保治理措施，为今后同类型的建设项
目提供借鉴。
参考文献：
［１］　刘　凯，齐　亮，谢春晓．ＩＣ 引线框架材料概述［Ｊ］．热
处理，２００６，２１（２）：２１-２４．
［２］　景　璀，赵晓明．ＩＣ 引线框架电镀工艺及设备［Ｊ］．制造
工艺与设备，２００８，１６０：２４-２７．
收稿日期：２０１６-１０-２０
第３ 期

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