在芯片封裝前的制造流程中，清洗焊接殘留物是確保產(chǎn)品性能和可靠性的關(guān)鍵步驟。以下從多個維度詳細分析其必要性：

1. 防止電氣性能劣化

• 電化學(xué)遷移風(fēng)險
  殘留的離子型物質(zhì)（如鹵素、有機酸）在通電和潮濕環(huán)境下會電離，引發(fā)金屬枝晶生長，導(dǎo)致相鄰導(dǎo)體間短路。例如，含Cl?的殘留物在濕熱條件下可能腐蝕銅引線，形成導(dǎo)電通路。

• 漏電流增加
  非離子殘留物（如松香）雖絕緣性較高，但吸潮后可能形成微導(dǎo)電路徑，尤其在高壓或高頻應(yīng)用中，漏電流會顯著上升，影響信號完整性。

2. 避免長期可靠性失效

• 腐蝕與化學(xué)降解
  酸性助焊劑殘留（如檸檬酸）會與金屬焊盤發(fā)生緩慢反應(yīng)。例如，在溫度循環(huán)（-40°C~125°C）中，殘留物加速鋁焊盤的氧化，導(dǎo)致接觸電阻上升甚至斷路。

• 分層與開裂
  殘留物在封裝材料（如環(huán)氧模塑料）與基板界面處形成弱結(jié)合區(qū)，熱膨脹系數(shù)（CTE）失配會引發(fā)分層，尤其在回流焊時，界面應(yīng)力可能導(dǎo)致封裝開裂。

3. 熱管理優(yōu)化

• 熱阻控制
  殘留物（如松香聚合物）的熱導(dǎo)率通常低于金屬或陶瓷基板（約0.1-0.3 W/m·K vs. 200-400 W/m·K）。例如，在功率器件中，殘留物覆蓋焊點會使結(jié)溫上升10-15%，加速器件老化。

• 散熱路徑完整性
  在倒裝芯片（Flip-Chip）封裝中，底部填充膠與基板間的殘留物會阻礙熱量向散熱片的傳導(dǎo)，導(dǎo)致局部熱點形成。

4. 后續(xù)工藝兼容性保障

• 表面涂覆附著力
  殘留物會使三防漆（如聚對二甲苯）的附著力下降50%以上，在機械振動測試中易發(fā)生涂層剝落，喪失防潮防塵功能。

• 引線鍵合質(zhì)量
  金線鍵合區(qū)域若存在氟化物殘留，會導(dǎo)致鍵合強度降低30%-40%，在拉力測試中易發(fā)生焊點脫離。

5. 符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證要求

• IPC/JEDEC標(biāo)準(zhǔn)
  IPC-A-610規(guī)定離子污染水平需低于1.56 μg/cm2（NaCl當(dāng)量），否則在THB（高溫高濕偏壓）測試中失效率可能超標(biāo)。如汽車電子AEC-Q100要求必須通過85°C/85%RH 1000小時測試。

• 航天與軍工標(biāo)準(zhǔn)
  MIL-STD-883要求清洗后表面絕緣電阻（SIR）需大于1×10? Ω，殘留物過多會導(dǎo)致SIR下降2-3個數(shù)量級。

6. 材料兼容性維護

• 有機硅膠失效
  某些助焊劑中的胺類物質(zhì)會與有機硅灌封膠發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致膠體提前固化，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力裂紋。

• 銀遷移抑制
  在含銀填料的導(dǎo)電膠附近，殘留的硫化物會與銀反應(yīng)生成Ag?S，造成導(dǎo)電通道斷裂。

不清洗的特殊情況與權(quán)衡

• 免洗助焊劑應(yīng)用
  通過配方優(yōu)化（如低固含量<2%、無鹵素設(shè)計），殘留物在特定條件（如消費電子常溫環(huán)境）下可保持穩(wěn)定。但需驗證是否符合MSL（潮濕敏感等級）要求。

• 成本與環(huán)保考量
  清洗工藝（如超臨界CO?清洗）會增加5%-10%生產(chǎn)成本，需在可靠性與經(jīng)濟性間平衡，但對高端產(chǎn)品而言，清洗仍是必要投入。

結(jié)論

芯片封裝前的清洗工藝是質(zhì)量控制的基石，尤其在汽車電子、航空航天及5G等高可靠性領(lǐng)域，殘留物清除直接決定產(chǎn)品壽命和市場競爭力。企業(yè)需根據(jù)具體應(yīng)用場景、材料體系及標(biāo)準(zhǔn)要求，選擇適宜的清洗方案（如水基清洗、等離子清洗等），并結(jié)合失效分析（如SEM-EDS表征）持續(xù)優(yōu)化工藝窗口。

芯片清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導(dǎo)致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

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