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

1. 防止電氣性能劣化

• 電化學遷移風險
  殘留的離子型物質（如鹵素、有機酸）在通電和潮濕環境下會電離，引發金屬枝晶生長，導致相鄰導體間短路。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電路徑，尤其在高壓或高頻應用中，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

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

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

3. 熱管理優化

• 熱阻控制
  殘留物（如松香聚合物）的熱導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，導致局部熱點形成。

4. 后續工藝兼容性保障

• 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生涂層剝落，喪失防潮防塵功能。

• 引線鍵合質量
  金線鍵合區域若存在氟化物殘留，會導致鍵合強度降低30%-40%，在拉力測試中易發生焊點脫離。

5. 符合行業標準與認證要求

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

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

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會與有機硅灌封膠發生交聯反應，導致膠體提前固化，產生內應力裂紋。

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

不清洗的特殊情況與權衡

• 免洗助焊劑應用
  通過配方優化（如低固含量<2%、無鹵素設計），殘留物在特定條件（如消費電子常溫環境）下可保持穩定。但需驗證是否符合MSL（潮濕敏感等級）要求。

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

結論

芯片封裝前的清洗工藝是質量控制的基石，尤其在汽車電子、航空航天及5G等高可靠性領域，殘留物清除直接決定產品壽命和市場競爭力。企業需根據具體應用場景、材料體系及標準要求，選擇適宜的清洗方案（如水基清洗、等離子清洗等），并結合失效分析（如SEM-EDS表征）持續優化工藝窗口。

芯片清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設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境中的濕氣，通電后發生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，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、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關注的呢？助焊劑或錫膏普遍應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，這些物質在所有污染物中的占據主導，從產品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產品質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引發接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質量。

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