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清洗细微间隙中的污染物有多重要?
  2023-10-30      111

10月19日,ZESTRON出席CEIA无锡研讨会并发表演讲《低底部间隙清洗的挑战》。节选精彩内容与大家分享。

产品越可靠,清洗越必要!当生产制造商发现产品表面出现污染物残留时,一般都主动寻找清洗解决方案。但是有些污染物“藏”得很深,尤其是那些隐匿在密闭或半密闭空间内或在细小间隙中不易被发现的污染物,即使是最细微的颗粒也会对产品完整功能的实现造成严重影响。清洗细微间隙中的污染物残留的重要性不言而喻。

何谓低间隙?

通过ZESTRON在国内已经完成的项目统计,我们把小于50微米或者芯片底部面积大于18厘米*18厘米的高密度封装产品,归为低底部间隙。但是在IO信号联接,使用的焊点越来越小,越来越密,不同客户对于低间隙也有自己定义的标准。比如韩国半导体技术以存储芯片为主,高于30微米的间隙对于HBM高宽带内存芯片来说都不已经是低间隙了。

忽视低间隙清洗的后果

不清洗或不当的清洗可能引发多种失效模式,低底部间隙的清洗对产品可靠性的影响尤其明显。不同于产品表面,低间隙是易被忽视的部位,而且故障发生时又难以被及时发现。如图1所示,左右两边分别是植球阵列清洗前和清洗后的平面示意图。红色代表助焊剂残留物。不恰当的清洗工艺,只是去除了植球阵列最靠外的表面助焊剂残留,其内部的助焊剂残留却难以根除。这些夹在内部缝隙中的污染物不仅有可能造成电性能不良,使后续的底部填充出现空洞或分层,在贴装回流时也存在面临焊球桥接的风险。

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图1

所以我们需要的清洗工艺是彻底清除焊接位置的所有助焊剂残留(如图2)

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图2

如何清洗低间隙?

低间隙残留的清洗在很大程度上有赖于一款合适的清洗液,主要原因如下:首先,清洗剂的活性决定了去除助焊剂的能力。不同型号的锡膏助焊剂对活性成分的要求不同;其二,合适的清洗液可以降低目标的表面张力,使得清洗液更容易进入到细小间隙中,同样也使漂洗水更容易将小间隙内的清洗液残留漂洗出来;其三,清洗低间隙一般采用在线喷淋的方式,对泡沫的出现比较敏感,恰当的清洗液能够确保在所需的应用浓度下不起泡;最后,清洗液的极性基会亲助焊剂残留以及金属氧化物,去除氧化物与助焊剂残留后,清洗液活性分子在金属表面形成分子级的保护,从而防止二次氧化。

ZESTRON专门为低底部间隙开发的水基清洗液可以有效清除微小间隙中的助焊剂残留物。然而,除了清洗产品的选择,清洗工艺参数的调控也是“牵一发而动全身”。ZESTRON全球拥有3000多套清洗工艺成功案例,本地化的工艺工程师团队可以帮助客户正确选择清洗设备,协助客户在实际生产中进行测试。无论在工艺设计阶段还是使用中,ZESTRON都乐意帮助客户提供专业的技术支持!

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