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IC銅合金引線框架生產污染狀況分析與治理措施

文檔作者：于照陽，馬　國，馬普利，史云杰文檔來源：西北礦冶研究院		點擊數：	更新時間： 2025年05月14日
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上一篇：淀粉廢水資源化工程改造技術

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第３９ 卷第３ 期
２０１７ 年６ 月
甘　肅　冶　金
ＧＡＮＳＵ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．３
Ｊｕｎ．，２０１７
文章編號：１６７２-４４６１（２０１７）０３-０１０１-０５
ＩＣ 銅合金引線框架生產污染狀況分析與治理措施
于照陽，馬　國，馬普利，史云杰
（西北礦冶研究院， 甘肅　白銀　７３０９００）
摘　要： ＩＣ 引線框架用銅帶是集成電路的重要基礎材料。通過蝕刻法生產引線框架的生產工藝流程及原理入手，
分析工藝污染物產生環節、污染物特征以及排放方式等，針對性的提出相應的治理措施，為今后同類型的建設項目
提供借鑒。
關鍵詞：蝕刻法；選擇性電鍍；銅帶；一步凈化器；吸收塔；洗滌塔
中圖分類號：Ｘ７８ 　　　　　　文獻標識碼：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
眾所周知，自１９５８ 年美國兩公司（得克薩斯儀
器公司和仙童公司）發明了半導體集成電路（ＩＣ）
后，半個世紀以來，ＩＣ 得到了迅速發展，經過了小規
模、中規模時代，已進入了超大規模和特大規模集成
電路時代。集成電路發展極大地促進了生產力發
展。以ＩＣ 為核心的信息時代，是人類繼石器時代、
青銅時代、鐵器時代之后一個更高級的時代。美國
以ＩＣ 為主的電子信息產業已占國民經濟總產值
（ＧＮＰ）的第１ 位。集成電路技術已經是許多國家
國民經濟和國防建設的戰略核心，國外已把ＩＣ 技術
看成是掌握世界的鑰匙，誰掌握了它，誰就掌握了
世界。
集成電路（ＩＣ）由芯片、引線框架和塑封三部分
組成。其中，引線框架的主要功能是為芯片提供機
械支撐載體，并作為導電介質連接ＩＣ 外部電路，傳
送電信號，以及與塑封材料一起，向外散發芯片工作
時產生的熱量，成為ＩＣ 中極為關鍵的零部件［１］ 。
封裝用引線框架是極為精密的零部件，隨著引
線框架的引腳數不斷增加，引線寬度和間距不斷減
小，對引線框架的設計的制造提出了新的要求。在
集成電路元件的生產制造過程中，引線框架給ＩＣ 芯
片提供了支撐的基座，并提供焊接的引線及導腳。
為了保證封裝工藝中的裝片／鍵合性能，引線框架的
裝片／鍵合區域（內引線腳上的和小島）一般要求壓
印，然后在上面鍍銀或鍍銅。引線框架上的鍍層為
功能性鍍層，鍍層的可焊性、導電性、位置均有嚴格
的要求；鍍件尺寸小，批量大，要求采用低成本、高效
率的電鍍生產方式［２］ 。
引線框架的生產按生產工藝分為沖制選擇電鍍
工藝和蝕刻選擇電鍍工藝，而蝕刻選擇電鍍又根據
細節的處理不同又細分為總工藝電鍍、壓板電鍍和
菲林電鍍三種工藝。
而蝕刻選擇電鍍具有工藝簡單、過程易控、產品
成品率高等特點被大量企業所采用，在這里主要針
萬方數據
對蝕刻選擇電鍍的工藝進行介紹說明。
2　引線框架生產原料及設備
2．1　生產原料
關于引線框架生產的主要生產原料為純銅卷
帶、ＵＶ 感光干膜、鹽酸（３０％）、除油粉、活化鹽、碳
酸鈉、氯酸鈉、氯化銅、氰化鉀、氰化銀、氰化亞銅、氰
化銀鉀、氫氧化鈉、銅５ 保護劑、Ｔ１３ 藥水、５５０ 酸鹽、
顯影液、乳酸等。
從以上原材料中可以看出關于引線框架的生產
中涉及到大量的劇毒品。2．2　生產設備
生產設備主要有：原材料清洗機、顯影機、去膜
機、壓板電銀機、蝕刻機、干燥機、高溫小烘箱、曝光
機、壓膜機、曝光機、純水制備機、氫氧化鈉二級洗滌
塔、銀回收系統及銅回收系統等設備。
3　生產原理及工藝流程
3．1　生產原理及方法
⑴生產原理。
引線框架的生產原理是將銅帶進行清洗干凈
后，雙面鍍膜進行曝光顯影后再進行蝕刻，退膜清洗
后再根據工藝需求是進行壓板電鍍還是菲林電鍍等
工序。
在壓板電鍍中由于氰化亞銅和銅板的溶解以及
氰化銀及氰化銀鉀的加入，外排廢水中銅離子及銀
的含量較高，為了確保廢水中的銅離子和銀離子能
夠達標排放，需增加銅回收設施和銀回收設施。其
原理主要是利用電解工藝將廢水中的銅離子和銀離
子電解吸附到銅陰極板上或銀陰極板上。處理后的
廢液排入廠區污水處理站，處理后排入園區污水處
理廠。具體的化學反應方程式見下。
２Ｃｕ（ＣＮ）２ ＋２Ｈ２ Ｏ＝２Ｃｕ↓＋４ＨＣＮ＋Ｏ２
２ＣｕＣｌ２ ＋２Ｈ２ Ｏ＝２Ｃｕ↓＋４ＨＣｌ＋Ｏ２
４ＡｇＣＮ＋２Ｈ２ Ｏ＝４Ａｇ↓＋４ＨＣＮ＋Ｏ２
⑵生產方法。
①總工藝。總生產工藝主要分為：前清洗、上干
膜、曝光顯影、蝕刻、退膜、后清洗、電鍍等工序。
②壓板電鍍。壓板電鍍中又細分為前清洗、鍍
銅、預浸銀、鍍銀、銅保護、防銀膠擴散、檢驗包裝等
工序。
③菲林電鍍。菲林電鍍又細分為前清洗、電菲
林、曝光顯影處理、部分壓板電鍍工藝、脫膜、銅保
護、防限膠擴散及檢驗包裝工序。3．2　生產工藝流程
總工藝、壓板電鍍及菲林電鍍的工藝流程及產
污節點見圖１、圖２、圖３。
圖１　總工藝流程及產污節點圖
１０２ 　　　　　　　　　甘　肅　冶　金　　　　　　　　　　　　　　　　第３９ 卷
萬方數據
圖２　壓板電鍍工藝流程及產污節點圖
圖３　菲林電鍍工藝流程及產污節點圖
第３ 期　　　　　 　　　　于照陽，等：ＩＣ 銅合金引線框架生產污染狀況分析與治理措施　　　 １０３
萬方數據
4　污染物產排情況分析
4．1　廢氣
引線框架生產時產生的廢氣主要是各類槽罐逸
散的含酸、含氰廢氣（編號Ｇ１）。引線框架在每個
液體槽罐上都安裝了密封罩，收集的逸散廢氣經槽
罐上部的干濕分離裝置處理后，一起進入廠內的二
級氫氧化鈉洗滌塔處理后經２５ ｍ 排氣筒外排。4．2　廢水
引線框架生產時產生的各類生產廢水（主要是
含酸廢水、含氰廢水、重金屬廢水）一并排入廠區內
的污水處理站處理后，排入園區內的污水處理廠
處理。4．3　固廢
引線框架生產時產生的固廢主要是Ｑ 板和檢
驗工序產生的不合格品、退膜工序產生的廢膜、電鍍
槽底產生的電鍍渣、拗片工序產生的廢銅板邊角料、
銅回收工序產生的銅粉、銀回收工序產生的銀粉。4．4　噪聲
引線框架生產時產生的噪聲來源于二級洗滌
塔、各類水泵、各類風機等設備運行過程中產生的
噪聲。
引線框架生產時的產污節點及治理情況具體見
圖１、圖２、圖３ 和環保治理措施一節。
5　環保治理措施
5．1　廢氣
引線框架生產時產生的廢氣主要是電鍍所需的
各類槽罐逸散的含酸、含氰廢氣。在此類工程中在
每個液體槽罐上都安裝了密封罩，收集的逸散廢氣
經槽罐上部的干濕分離裝置處理后，一起進入二級
氫氧化鈉洗滌塔處理后經２５ ｍ 排氣筒外排。
在這里逸散的廢氣經槽罐上部的干濕分離裝置
處理，主要是為了進一步的減少后續工段的濕度；而
采用２５ ｍ 排氣筒外排，主要是在枟電鍍污染物排放
標準枠（ＧＢ２１９００-２００８）中針對含氰廢氣的排放排氣
筒的高度不得低于２５ ｍ 這一規定。
而采用二級氫氧化鈉洗滌塔處理廢氣主要是堿
式廢氣處理塔（噴淋塔）具有以下特點：⑴工藝簡
單，管理、操作及維修方便簡潔，對生產造成影響較
小；⑵過程壓降較低，操作彈性大，且具有很好的除
霧性能；⑶凈化過濾廢氣，效果較好，去除率可高達
９９％以上。
經以上措施處理后的外排廢氣可以滿足枟電鍍
污染物排放標準枠（ＧＢ２１９００-２００８）表５ 中的新建企
業大氣污染物排放濃度限值要求，即：氯化氫３０
ｍｇ／ｍ３ 、氰化氫０．５ ｍｇ／ｍ３ 。5．2　廢水
引線框架生產中產生的廢水主要有純水制備機
產生的廢水、二級洗滌塔產生的廢液、半成品在水洗
后產生的水洗廢水（此類廢水又分為含酸、含氰廢
水及含重金屬廢水）以及生活污水。
⑴純水制備機產生的廢水。純水站產生的濃水
直接排入園區內的污水處理站。濃水中的主要成分
為Ｎａ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｌ－、ＳＯ４
２－、ＣＯ３
２－，但其濃度較低
且不含有毒有害物質，濃水中的各項污染物均可以
滿足枟電鍍污染物排放標準枠（ＧＢ２１９００-２００８）中的
標準限值要求。
⑵二級洗滌塔產生的廢液。氫氧化鈉二級洗滌
塔每級洗滌塔都有其獨立的洗滌液及吸收液循環系
統。洗滌廢液串級使用，即后一級的洗滌液飽和后，
抽取一定量的廢液進入前一級的洗滌廢液作為洗滌
液的補充液，但前一級的洗滌液飽和后排入廠內的
污水處理站處理后排入園區的污水處理站作進一步
的處理。
⑶生產廢水。引線框架生產時產生的生產廢水
根據工藝產生點的不同又分為含酸廢水、含氰廢水
和含重金屬廢水，其中含重金屬廢水又細分為含銅
廢水和含銀廢水。
①含酸廢水、含氰廢水。引線框架生產時產生
的含酸、含氰廢水直接進入廠內的污水處理站處理，
滿足枟電鍍污染物排放標準枠（ＧＢ２１９００-２００８）中的
標準限值要求后外排。
②含重金屬廢水。含重金屬廢水又細分為含銅
廢水和含銀廢水。
引線框架生產鍍銅后的三級水洗工序產生含銅
廢水，為了減輕廠內污水處理站的負擔，在電鍍車間
內設立了銅回收工序，將鍍銅后三級水洗工序產生
的廢水進行銅回收作業后排入廠內的污水處理站處
理，滿足枟電鍍污染物排放標準枠（ＧＢ２１９００-２００８）中
的標準限值要求后外排。
引線框架生產鍍銀后的三級水洗工序產生的含
銀廢水先進入車間內的銀回收系統回收廢水中的
銀，滿足枟電鍍污染物排放標準枠（ＧＢ２１９００-２００８）中
的車間排放要求后進入廠內的污水處理站進行深度
處理后外排。
引線框架生產中的銅回收及銀回收工序均采用
電積原理進行回收廢水中的銅和銀。化學反應方程
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　肅　冶　金　　　　　　　　　　　　　　　　第３９ 卷
萬方數據
含重金屬廢水經車間內的銅回收工序及銀回收
工序處理后，廢水中的銅離子及銀離子滿足枟電鍍
污染物排放標準枠（ＧＢ２１９００-２００８）中的車間或生產
設施排放口后進入廠區污水處理站做進一步的處
理。處理后外排。
③廠內的污水處理站。針對引線框架生產廠區
污水處理站采用“一步凈化器”作為主體處理設備
對生產時產生的含酸、含氰廢水、含堿廢水以及含重
金屬廢水進行處理。
“一步凈化器”集多項先進技術為一體，設備內
部由噴射回流混合器、第一反應室、第二反應室、澄
清單元、過濾單元組成，將反應、絮凝、沉淀、澄清、過
濾等工序組合在一個專用設備內依次完成。噴射回
流混合器能夠快速進行混合反應，同時進行污泥回
流，充分利用使反應更加迅速，藥劑使用更加充分；
過濾部分采用專用高效輕質濾料，并帶有水力旋轉
沖洗裝置，使濾料清洗簡單方便。設備內部進行環
氧樹脂防腐處理，外部刷防銹漆和面漆，使用壽命
長，一般正常使用壽命大于２０ 年；因此“一步凈化
器”具有流程簡單、占地少、上馬快、能耗低、效率
高、操作方便、免維護等優點。
其處理工藝流程見圖４。
圖４　廠區污水處理站工藝流程圖
　　含氰廢水經過預處理后將氰根氧化分解，然后
與酸堿洗清洗廢水一起排入綜合廢水池；酸堿清洗
廢水與預處理后的含氰廢水還有壓濾機濾液經綜合
廢水池水量水質均衡后，再用泵送入“一步凈化器”
進行處理，同時進行泵前加藥，出水流入清水池，水
質無色無味，完全達到排放要求，節能減排。“一步
凈化器”污泥排入污泥池后用泵送至廂式壓濾機脫
水，泥餅外運。
⑷生活污水。生活污水經化糞池處理后各項污
染物均可以滿足枟污水綜合排放標準枠（ＧＢ ８９７８-
１９９６）中的三級標準限值后外排。5．3　固廢
引線框架生產時產生的固體廢物主要有不合格
品、廢膜、銅板邊角料、銅粉、銀粉、為純水制備機更
換下來的廢活性碳、污水站污泥、廢包裝袋（桶）及
生活垃圾等。各種固體廢物成分及分類見表１。
表１　固體廢物成分及分類一覽表
序號固廢名稱主要成分分類固廢去向
１ 不合格品 Ｃｕ Ⅰ類一般固廢 綜合利用 ２ 邊角料 Ｃｕ Ⅰ類一般固廢 綜合利用 ３ 銅粉 Ｃｕ Ⅰ類一般固廢 綜合利用 ４ 銀粉 Ａｇ Ⅰ類一般固廢 綜合利用 ５ 廢膜 廢膜 ＨＷ１７ 類危險廢物 省危廢中心集中處置 ６ 污水站污泥 污水站污泥 ＨＷ１７ 類危險廢物 省危廢中心集中處置 ７ 電鍍渣 電鍍渣 ＨＷ３３ 類危險廢物 省危廢中心集中處置 ８ 廢活性碳 廢活性碳 Ⅰ類一般固廢 廠家回收進行再生處理 ９ 廢包裝袋（桶） 廢包裝袋（桶） ＨＷ４９ 類危險廢物 原材料供應廠家回收利用 １０ 生活垃圾 生活垃圾 城市生活垃圾 垃圾填埋場 （下轉第１１１ 頁）
第３ 期　　　　　 　　　　于照陽，等：ＩＣ 銅合金引線框架生產污染狀況分析與治理措施　　　 １０５
萬方數據
同一質量問題重復發生；二是計量設施不完善，導致
生產過程中人為操作的盲目性和隨意性；三是在外
部條件發生變化時，如蒸汽壓力、粉煤灰質量、生石
灰質量出現波動時，未能及時作出調整；四是現有規
程沒有將操作過程進行細化分解，且沒有對操作過
程進行定量化的數據描述，導致可操作性、可約束性
不強。
6　工作環境
加氣混凝土砌塊生產線的工作環境重點要控制
配料制漿工序的崗位粉塵、靜停室室內的溫度濕度、
地面應保持清潔、成品庫區定置擺放等，所有通道必
須保持暢通，不允許堆放雜物。
7　生產實踐
加氣混凝土砌塊最主要的控制指標是容重和強
度，在生產實踐中運用魚刺圖分析法，找出４０ 余種
影響產能發揮和產品質量的控制點，其重點在于：制
漿、澆注、蒸養過程中的工藝操作規程的執行；根據
粉煤灰細度和需水量比進行配料調整；控制預養室
的溫度濕度。
⑴將粉煤灰制漿溫度控制在３５～４５℃，使粉煤
灰內游離氧化鈣在制漿池內部分消解，在混合料漿
稠化后使其坯體膨脹降低，減少發氣裂紋。
⑵依據粉煤灰的化學分析、粉煤灰的細度、需水
量、粉煤灰攪拌過程中攤開度的變化趨勢，水灰比控
制在０．５～０．５５。
⑶控制發氣時間在１５～２５ ｍｉｎ，使發氣與稠化
過程同步完成。
⑷預養室溫度在５０～６０℃、濕度大于３０％，使
其坯體內部熱量均勻，改善坯體內部的結構和均勻
性。
⑸在預養過程中避免模框受到相互碰撞而產生
的機械裂紋。
⑹蒸養操作嚴格按照三段式升壓方式進行蒸壓
養護。
嚴格控制上述關鍵點，則能夠滿足加氣混凝土
砌塊的生產需要。
8　結語
加氣混凝土是技術：用數據來表述、用標準來衡
量；加氣混凝土是藝術：用感受來體驗、用經驗來指
導。通過數據分析和生產實踐，得出“容重控制的
關鍵在于制漿和澆注、強度控制的關鍵在于配料和
蒸養”的寶貴經驗。加氣混凝土砌塊生產從理論到
實踐，并不需要高深莫測的知識，而是在于總結出來
的經驗教訓和精細化地操作。
參考文獻：
［１］　王福元，吳正嚴．粉煤灰利用手冊（第二版）［Ｓ］．中國
電力出版社，２００４．
［２］　宋曉輝，任中京．加氣混凝土用鋁粉的應用與制備
［Ｊ］．中國粉體技術，２００６（３）：４５-４７．
［３］　孫　瑩．新型墻體材料標準手冊［Ｓ］．中國標準出版
社， ２００８．
［４］　崔可浩，吳庵敖．加氣混凝土生產技術實用講義［Ｊ］．
加氣混凝土，２０１２．
收稿日期：２０１７-０４-２０
（上接第１０５ 頁） 5．4　噪聲
引線框架生產時產生的噪聲源主要有氫氧化鈉
二級洗滌塔、各類風機及水泵。源強大約在８５～９５
ｄＢ（Ａ）。采取的主要防治措施首先是在設備選型
上，優先考慮選用高效低噪設備，同時根據不同的噪
聲源的聲級及現場使用情況，對各類噪聲設備進行
基礎減振、隔音等措施，以減輕對周圍環境的影響。
根據各類風機的噪聲排放特征，分別采取降噪
措施，風機進、出口安裝消聲器，將風機布置在隔聲
間內。通過建筑隔音，噪聲級可降低３０ ｄＢ（Ａ）。
6　結語
綜上所述，以銅帶為原料，采用蝕刻選擇性電鍍
方法生產引線框架，通過對生產工藝流程和原理的
論述，污染物特征及產污節點的識別，針對性的提出
各項污染物環保治理措施，為今后同類型的建設項
目提供借鑒。
參考文獻：
［１］　劉　凱，齊　亮，謝春曉．ＩＣ 引線框架材料概述［Ｊ］．熱
處理，２００６，２１（２）：２１-２４．
［２］　景　璀，趙曉明．ＩＣ 引線框架電鍍工藝及設備［Ｊ］．制造
工藝與設備，２００８，１６０：２４-２７．
收稿日期：２０１６-１０-２０
第３ 期

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