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有電子元件的電子線路要求有(yǒu)更高(gāo)的潔淨度,各(gè)種對電(diàn)子線路有阻礙作用的微粒汙垢,離子性導電汙垢以及(jí)有腐(fǔ)蝕作用的汙垢一定要徹底加以(yǐ)清除。下麵對電子工業中常用的清洗工藝加以介紹。
半導(dǎo)體矽片的清洗
半導體矽片的加(jiā)工過程是包括清洗工藝在內的複雜過程(chéng)。由於最先進的清(qīng)洗技術屬於高度(dù)保密的內容,所以隻能(néng)對其大致情況作一介紹。
半(bàn)導體矽片的製造,首先是用活潑金(jīn)屬還原二(èr)氧化矽製得高純度的多晶(jīng)矽單質,然後把得到的多晶矽單質加熱到熔(róng)化狀態,引入單晶矽晶種,使矽單質在晶種表麵(miàn)緩慢結晶長大,形成單晶矽固(gù)體(tǐ),然後把得到的單晶矽切成薄圓(yuán)片(一般(bān)矽片厚度為500µm)。
為了去除矽(guī)片表麵的劃(huá)道以(yǐ)及表麵(miàn)缺陷以得到表麵平整光(guāng)潔的矽片要進行研磨,拋光處理。拋光液是用三(sān)氧化二鉛細粉起(qǐ)研磨作用,重銘酸錢是氧化劑能夠腐蝕去除矽片表麵的損(sǔn)傷層,並把表麵拋光(guāng)。
在拋光過程中,切削碎屑,研磨碎屑,磨料的粉末(mò),塵(chén)埃以及光潔劑粉末,乳化(huà)蠟都會不同程度的汙染矽片,必須加以清除。清除工作是在矽片熱處理之前(qián)進行的。
近幾十年來(lái)各國通行的方法都是先用(yòng)含(hán)氨的弱堿(jiǎn)性過氧化氫溶液進行堿性氧(yǎng)化清洗,然後用稀氫氟酸溶液清洗,再用含(hán)鹽酸的酸性過氧化氫溶液進行(háng)酸性(xìng)氧化清洗(xǐ),最後用純水和超純水進行衝洗,並用低沸點有機溶劑蒸氣進行幹燥。下麵根據下圖說明美國公開的一種清洗工藝流程(RCA法),如圖6-16。
圖6-16半(bàn)導體矽片清洗流程(RCA法)
表格P422頁
RCA法清洗流程大致分為以下幾個步驟:
①把單晶矽棒切割成單晶矽薄片,並用研磨劑去掉表麵汙(wū)垢層和浸入本體的汙垢層,得到鏡麵般光滑(huá)的表麵,然後(hòu)用表麵活(huó)性劑水溶(róng)液去除表麵上的一般(bān)汙垢(gòu)。
②把矽片浸泡,再用三氯乙烯等有機溶劑(jì)充分脫脂,然後放在甲醇或丙醇等親水有機溶劑中浸泡除去三氯乙烯,再用純水衝洗幹淨,這步工藝的目的是(shì)為了去脂(zhī)。
③將矽片放(fàng)在由濃氨水(shuǐ),過氧(yǎng)化氫及水按(àn)1:1:(5~7)的比例組(zǔ)成的溶液中浸泡10〜20min,水溫為75〜85°C。這步工藝的目的是在(zài)堿性條件下對(duì)表麵汙垢層進行氧化處理以(yǐ)去除有機汙垢,同時(shí)在表麵形成二氧化(huà)矽薄膜,並把表麵附著的微粒狀汙垢包含在此薄(báo)膜內(nèi)。
④用氫氟酸溶液去除二氧化矽薄膜,並使包含在薄膜內的微粒汙垢從矽片表麵(miàn)脫落,得到潔淨表麵。
⑤把(bǎ)矽片放入由濃鹽酸,過氧化氫和(hé)水按1:1:(5〜7〉比例配成的溶液中,在75〜85°C溫(wēn)度下浸泡10〜20min。目的為把矽片中(zhōng)含有(yǒu)的微量金屬雜質溶解(jiě)去除,同時在(zài)表麵形成穩定的二氧化矽保護膜。
⑥最後用超純水充分衝洗,並(bìng)在旋(xuán)轉幹燥器中進行離心幹燥,並用低沸點有機溶劑進一步置換幹燥。
RCA法工藝的主要特點是(shì)充分利用單晶矽的特性,有針對性地把單(dān)晶(jīng)矽片中的各種(zhǒng)汙垢一一去除。之所以要使用鹽酸,氨水這些揮(huī)發性酸和堿,主要為避免(miǎn)在清洗過程中造成吸附殘留的問題。
半導(dǎo)體集成線路(lù)的製備與清洗
半導體集成線(xiàn)路(lù)的製備過程,根據元件的樣式和構造(zào)不同而變化,但基本工藝(yì)大致相同。基本上是通過(guò)氧化、光刻、外延、擴散等(děng)工藝(yì)在單晶矽片(piàn)基上製成電路中要求的二極管、三極管、電(diàn)阻(zǔ)等元(yuán)件,並把這些(xiē)元件按一定要求連接起來(lái),實(shí)現某種功能。
半導體集成電路的製造工藝過程,大致如圖6-17。
圖6-17半導體集成線路製備過(guò)程
圖片P423頁
下麵對上圖中半導體集成(chéng)線路製備過程的流程作一說明。
1.氧化
把洗淨的單晶矽片進行氧化熱處理,把矽片放在加熱到1000℃的爐中與氧氣反應(yīng),目的為(wéi)在矽片(piàn)表麵形成二氧化矽氧化膜,它有三個(gè)作用:
①掩蔽(bì)作用:為保(bǎo)證後續進行雜質擴散工業(yè)時,不使加入的單(dān)質(雜質)進入不需擴散的部位。
②保護作用:二(èr)氧化矽(guī)薄膜可保護矽片不受外(wài)界汙染,使製成的半導體元(yuán)件不致出現短路,漏電等情況。
③絕緣作(zuò)用:由於二氧化矽是(shì)絕緣體,二氧化矽占據的部位都是絕緣的。
2.光致抗(kàng)蝕膜的塗布與前烘處理
光致抗蝕膜是塗在矽片表麵(miàn)的高分子保護膜,它的主要成分是光刻膠。光刻膠是一類對紫外線、X射(shè)線、電子束敏感的高分子化合物,分正型膠和(hé)負型膠兩類。負型膠又稱光致硬化膠,它在(zài)未感光前是可(kě)溶解的(de)線形結(jié)構,感光後聚合交聯(lián)成體型結構,變(biàn)硬而(ér)不溶解,經顯影後可得到與原底(dǐ)片(母板)相反的(de)圖形,未感光部分(fèn)顯影時被溶解(jiě)去除而暴露出二氧化矽(guī)表麵。感光部分因顯(xiǎn)影時不溶解而起保護二氧化矽表麵的作用。
正型膠又稱光致分(fèn)解膠,情況正好相反,在曝光前是不(bú)溶性的。曝光(guāng)後(hòu)變得可溶,因此顯影後得到與原底片(母板)一致的圖案。正(zhèng)型(xíng)膠比(bǐ)負型膠有更高(gāo)的分辨率。由於半(bàn)導體集成線路精確度要求很高,因此需(xū)要采用照相製版和刻(kè)蝕的光刻方(fāng)法加工。下麵以負型膠為例,說明光刻加工過程。
光致抗蝕膠(負型膠)一般由抗蝕劑、增(zēng)感劑、溶劑三部分組成。我國目前使用的抗蝕劑成分多為聚(jù)乙烯醇肉桂酸(suān)酯,相(xiàng)對分子質量在15000-20000。曝光前為線性分子結構,曝光後形成不溶性網狀結構,有很好的抗(kàng)腐蝕作用。增感劑是(shì)對紫外光敏感(gǎn)的有機分子,容易吸收紫外光能,並能(néng)起到(dào)能量傳(chuán)遞作用,把光能傳遞給抗蝕劑分子引發交聯反應。我國(guó)常用的增感劑有苯並三氮哩(lǐ),蒽醌等。溶劑能使光刻膠溶解而均勻塗布於矽片表麵,常用的溶劑為環己酮。
把抗蝕劑、增感劑和(hé)溶劑按大約1:0.05:(10〜13)的比例配合,即製成光致抗蝕膠,把它均勻地塗布在矽片表麵(miàn),並加熱烘幹,目的是使光刻膠與二氧(yǎng)化矽氧化層(céng)緊密結合,這一步驟稱為前烘工(gōng)藝。接下來就可以進行光(guāng)刻工藝了。
光刻是一種把複印圖像和化學腐蝕相結(jié)合的(de)綜合技術。集成線路製造中利用光刻工藝(yì)可在矽片上製作複雜幾(jǐ)何圖(tú)形並嚴格控製圖形尺寸,保證單質雜質的定域擴散,保證電路內部(bù)的正確連線。光刻技術由以下幾個步驟組成,即曝光、顯影、堅膜、刻蝕和雜質擴散。
①曝(pù)光
把印有集成線路圖形的母片底片放在曝光機鏡頭前,並(bìng)通過紫外線(xiàn)照射複印到矽片上的光致(zhì)刻蝕膜(mó)上,使光致抗蝕膜(mó)感光部分發生聚合交聯反應。
②顯影
用丁酮等有機溶劑把曝光過程中未感光部分溶解去除,得到所需的圖形並露出二氧(yǎng)化矽(guī)表麵(miàn)。
③堅膜
又稱後烘處理,目的為使(shǐ)感光部分的抗(kàng)蝕劑在高溫下進一步交聯聚(jù)合,使(shǐ)膠膜與底基材料貼得更緊密以增強抗蝕能力。堅膜處(chù)理一般在180〜200°C下進行30〜40min。
④刻蝕
用氫氟酸、氟化錢和水按質量比3:6:10組(zǔ)成的刻蝕液處理矽片。由於氫氟酸對二氧化矽有(yǒu)很(hěn)強的溶解作(zuò)用,因此未被光致抗蝕膜保護的(de)二(èr)氧化矽表麵被(bèi)溶(róng)解去除,結果(guǒ)矽片表麵上的二氧化矽氧化(huà)膜(mó)有一部分被去除,形成一(yī)個個“窗口”。
⑤雜質擴散
在矽片的“窗口”中(zhōng)加入碎、磷、硼等半導體雜質單質(zhì),並經“窗口”擴散與單晶矽結合形成二(èr)極管,三極管等電子元件,根據設計要求組成集成線路。
在半(bàn)導體集成線(xiàn)路製造過程中,在以下情況要用到清洗工藝(yì):
①光(guāng)致抗蝕膜塗布前,去除表麵汙垢(gòu)微粒。
主(zhǔ)要用(yòng)水洗(xǐ),伴隨(suí)用刷洗,高壓水噴射,淋洗,流動水浸(jìn)泡和(hé)使用超聲波等手段。
②刻蝕
實際是用清洗劑去除矽片表麵部(bù)分二氧化矽薄膜的過程。通(tōng)常采用氫氟酸溶液處理一(yī)水洗〜幹燥的工藝。
③光致抗蝕膜的剝離去除
在集成線路製成之後要將光致(zhì)抗(kàng)蝕膜剝離去除。一般用加有氧化劑的濃硫酸處理一(yī)水洗一(yī)幹燥等工藝去除這層有機高(gāo)分子膜。
另外,在高溫氧化處理工序之前,對矽片要(yào)進行清洗加工,通常(cháng)使用(yòng)RCA法。
3.常用的清洗方法與技術
(1)濕法化學清洗
大部分的清洗方法可粗略地分為(wéi)濕法清洗和幹法清洗。在過去的30年(nián)中,濕法清洗一直是晶片(piàn)清洗技術的主流(liú)。它是利用溶劑、各種酸堿、表麵活性劑和水(shuǐ),通過(guò)腐蝕、溶解、化學反應轉入(rù)溶液和(hé)冷熱衝洗等方法去除晶片表麵的沾汙物,每次使用化學試劑後都應用超純水清洗,以去除化學試劑的(de)殘留物。雖然沒(méi)有哪一種清洗方法可以適用於所有的(de)清洗要求,但30年(nián)來(lái)濕法清洗(xǐ)已形成了典(diǎn)型的清洗順序:
①擦洗法
當矽(guī)片表麵沾有(yǒu)微粒或有機殘渣時常用擦片(piàn)的方法(fǎ)清洗(見(jiàn)圖6-18)。刷片法被認為是去(qù)除化學機(jī)械拋(pāo)光液(yè)殘(cán)餘物的最有效的(de)方法之一(yī)。這種清洗方法在日(rì)本、韓國和台灣非常普遍,在歐洲和美國也獲得廣泛(fàn)應用。擦洗法一般分為手工擦洗法和機械擦洗法兩(liǎng)種方法。
手工擦洗法(fǎ)是最簡單的一種擦洗法,一般用銀子(zǐ)夾取(qǔ)浸有甲苯、丙酮、無水乙(yǐ)醇等有機溶劑的棉球,在矽片表麵沿著同一(yī)方向輕擦,以去除(chú)蠟膜(mó)、灰(huī)塵、殘膠或其他固(gù)體顆粒(lì)。但此法易造成劃傷,汙染嚴重。
用於擦洗的擦片機又可分(fèn)為純機械性擦刷(shuā)的擦片機和高壓擦片機(jī)等。純機械性擦片(piàn)機利用機械旋轉,使軟羊毛刷或刷輻擦刷矽片表麵。該法較手工(gōng)擦洗造成的矽片劃傷大(dà)大減輕。而高(gāo)壓擦片機由於(yú)無機械摩擦,則不會劃傷矽片表麵。
圖6-18刷片清洗(xǐ)法(fǎ)結(jié)構圖(tú)
圖片P425頁
②超聲(shēng)波清洗法
超聲波清(qīng)洗是(shì)半導體工業中廣泛(fàn)應用的一種清洗方法,該方法的優點是:清洗(xǐ)效果好,操作簡單,對於複雜的器件和容器也能清除。但該方法具(jù)有噪聲較大、換能器易(yì)壞的(de)缺點。
該(gāi)方法的清洗原理如下:在強烈的超聲波作用下(常用的超聲波頻率為20kHz到40kHz左右),液體內部會產生疏部和密部,疏部(bù)產生近乎真空的空腔泡,當空腔泡消失的瞬(shùn)間,其附近便產生強大的扃部壓(yā)力(lì),使分子內(nèi)的化學鍵斷裂,因此使矽(guī)片表麵的雜(zá)質解吸。當超聲波(bō)的頻率和空腔泡的(de)振動頻率共振時(shí),機械作用力達到最大,泡內聚集的大量熱能,使溫度升高,促進化學反應的發生。超聲波(bō)清洗的效果與超聲條件(jiàn)(如溫度、壓力、超聲頻率、功(gōng)率等)有關,而且提高超聲波功率往往有利於清洗效果的提高(gāo)。
超聲(shēng)波清洗主要用在除去粒徑(jìng)大粒(lì)子,隨著粒子尺寸的減小(xiǎo),清洗效果下降。為了(le)增加超聲波(bō)清洗效(xiào)果,有時在清洗液中加(jiā)入表麵活性(xìng)劑。但表麵活(huó)性劑和其他化學試劑一樣,也存在汙染。無機物被(bèi)除去(qù)後,化學試劑本身的粒子(zǐ)卻(què)留下了。同時由(yóu)於聲波能的(de)作(zuò)用,會對片子造成損傷。
③兆聲波清洗(xǐ)法
兆聲波清洗不但保存了超聲波清洗的優點,而且克服了它(tā)的不足。它(tā)是濕法化學清洗(xǐ)應用最廣泛的措施,它利用0.8~1.0MHz的聲波去除(chú)水(shuǐ)浴(yù)中晶片上(shàng)的顆粒,去除(chú)效率是(shì)清洗時間和顆粒尺寸的函數(見圖6-19)。兆聲波清洗的機(jī)理是由高能(850kHz)頻(pín)振效應並結合化學清洗劑的化(huà)學反應對矽片(piàn)進行清洗的。清洗時不形成超聲波清洗(xǐ)那樣的氣泡,隻以(yǐ)高速的流體波連續衝擊晶片表麵,使矽片表麵附(fù)著的汙染物和微粒被強製除(chú)去並進入到清洗液中。兆聲去除顆粒的作用(yòng)機(jī)理仍(réng)不明確,但可(kě)以肯定顆粒去除(chú)度與聲波流的空穴作用、氣體溶解度和振蕩效應都有關係。這種方法能同時起到機(jī)械擦片(piàn)和(hé)化學清洗兩種方法的作用。目前(qián)兆聲波清洗方法已成為拋光片清洗的(de)一種有效方法。
兆(zhào)聲清洗為了達到清洗目的,也常使用表麵活性劑(jì),使粒子不再沉積在表麵上。兆聲清洗頻率較高,不同於會產生駐波的超(chāo)聲波清洗。兆聲清洗不會損傷矽片。同時在兆聲清洗過(guò)程中(zhōng),無機械移(yí)動部件。因此可減少在清洗過程本身所造成的沾汙。
圖(tú)6-19兆(zhào)聲(shēng)清洗
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④激光清(qīng)洗法
激(jī)光清洗是利用激光把表麵沾汙物(wù)浮起(qǐ),然後(hòu)利用流動的惰性氣體將雜質帶走。這種方法(fǎ)可使表麵微缺陷小於1A,去除80~0.09µm的顆粒,也(yě)可去除CMP拋光液殘(cán)餘物、光刻殘(cán)留物、有害化(huà)學物和金屬離子。這種方法可以不消耗(hào)水和(hé)化學試劑,不受親水性限(xiàn)製,也不會產生有害的廢料。與(yǔ)濕法清洗相比,激光清洗去除微粒效果很好,如圖6-20所示,實驗中用4組(每組5片(piàn))晶片,其中(zhōng)三組用傳統濕法(fǎ)清洗:SPM(H₂SO₄/H₂O₂/H₂O)、NH₄OH和RCA配(pèi)合(hé)兆聲清洗,再用純水(shuǐ)清洗,然後甩幹;另外一(yī)組用(yòng)激光清洗,且不用其餘兩步,結果表明激光清(qīng)洗效果最好。雖然不是對各種表麵汙(wū)染物(wù),結(jié)果都如此,至少可說明激光清洗大有潛力。
圖6-20激光清洗與傳統清洗比(bǐ)較
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晶片清洗工序本身也能引起(qǐ)汙染沉(chén)積。例如浸漬溶(róng)液處理雖然能夠很好地去除產品表(biǎo)麵(miàn)的有機薄膜,但有時也能使聚集在槽(cáo)內的微粒重新沉積在產(chǎn)品上。另外,清(qīng)洗方法不(bú)當或者清洗操作(zuò)不正(zhèng)確,會使清洗不起作用,或者引起(qǐ)雜質的(de)再汙染,也是造成產品汙染的一個原因。
(2)幹法(fǎ)清洗技術
所謂幹法清洗是相對濕法化學清洗而言的,一般指不釆(biǎn)用溶(róng)液的清洗技術。根據(jù)是否徹底不采用溶液工藝,又可分為“全幹法”清洗和“半幹法”清洗(xǐ)。目前常采(cǎi)用的幹法清(qīng)洗(xǐ)技術有:等離子體清洗技術、汽相清洗等。等離子體清洗屬於(yú)全幹法清洗,而汽相法清洗屬於半幹法清洗。
①等離(lí)子體(tǐ)清洗技術
等離子體清洗技術在矽片(piàn)清(qīng)洗中比較成熟的應用便是等離子體去膠(幹法去膠)。所謂等離子體去膠是指在反應係統中通入少量的氧氣,在強電場作用下,使低氣(qì)壓的氧氣產生(shēng)等離子體,其中活(huó)化氣(或稱活(huó)潑的原子態氣(qì))占有(yǒu)適當比例,可以迅速地使光刻膠氧化成可揮發性氣體狀態被機械泵抽走,這樣把矽片上的(de)光刻膠膜去除掉。該法具有工藝簡單(dān)、操作方便、沒有廢料處理和環境汙(wū)染等問題。但是不能去除碳和其他非揮發(fā)性(xìng)金屬或金屬(shǔ)氧化物。如錫的殘質會留在矽表麵(miàn)上,因此還要加一道去除金屬雜質的洗液(yè)清洗。
②汽相清洗
汽相清洗(xǐ)是指(zhǐ)利用液體工藝中對應物質的汽相等效物(如去氧化物的HF)與矽片表麵的沾汙物質相互作用,而達(dá)到去除雜(zá)質目的的一種清(qīng)洗方法。
HF汽相幹洗技術成功地用(yòng)於(yú)去(qù)除氧化膜和(hé)金屬後腐蝕殘餘,並可減少清洗後自(zì)然生長的氧化膜量。
汽相幹洗是在常壓下使用HF氣體控製係統的濕度。先低速旋轉片子,再高速使片子幹燥,HF蒸(zhēng)氣對由清洗(xǐ)引起的(de)化學氧化膜的存在的工藝過程是主要的清洗方法,有廣泛的應用(yòng)前景。另一種方法是在負壓下使(shǐ)HF揮發成霧。
通常為達到一個好的結果含水(shuǐ)HF工藝必須附加一個顆粒清除過程(如用1號液超聲)特別是如果使(shǐ)用最後的旋轉衝洗和幹燥步驟更應如(rú)此。與含水HF工藝相比,本工藝的一個重要(yào)的好處是(shì)HF的化學消耗少得多,節省了很(hěn)大的費用。
(3)束流清洗技術
束流(liú)清(qīng)洗技術是指利用含有較高能量的成束流狀的物質流(能量流)與矽片表麵(miàn)的沾汙雜質發生(shēng)相互作用而達到清除(chú)矽片表麵雜質的一種清洗技術。常(cháng)用的束(shù)流清洗技術有微集射束流清洗技術、激光束技術、冷凝噴霧(wù)技術(shù)等。
微集射束(shù)流清洗(xǐ)技術是一種新型的在線(xiàn)矽(guī)表麵清洗技術。該技術采(cǎi)用電流體力學噴射原理,將毛細管中噴射出的清洗液(yè)作用到矽片表麵,清除矽片表麵的顆粒和有機薄膜沾汙(wū)。
其去(qù)汙原理如下:噴射而出(chū)的微束流所具有的衝擊力作用到沾汙顆粒上,克服顆粒與矽片之間的範德(dé)瓦爾斯附著力,使沾汙顆粒升起,脫離矽片表麵,達(dá)到清洗目的。當清洗液(yè)速度極(jí)高(gāo)時,會在矽(guī)片表麵物質中產(chǎn)生微衝(chōng)擊波,這種衝擊波可以除去片子表麵的膜層,為(wéi)防止清洗時對矽片表麵二氧化(huà)矽層的損(sǔn)傷,清洗束流的最大速(sù)度大約選在5km/s。
微集射束流表麵清(qīng)洗技術(shù)用在半導體矽片清洗中是清洗技術上(shàng)的一(yī)種(zhǒng)突破,具有很大(dà)的潛力。其優點:一是清洗液消耗量很少;二是減(jiǎn)少了二次汙染的發生。更重要的是,清洗液束流尺寸(cùn)與亞微米器(qì)件圖形的幾何尺寸以及沾汙顆粒的(de)尺寸處於同一數量級,這使管芯上縫隙裏的沾汙也能被清(qīng)除。
目(mù)前微集射束流表麵清洗技術的研究重點(diǎn)是:如何優化清洗條件,比如:多重噴射陣列,噴射能量及束流尺(chǐ)寸、矽片取向、處理時間等。
(4)小結
在集成電路的製程中有(yǒu)多達20%的步驟為清洗工藝,不同的工藝技術所要求的矽片最終表麵狀態不同,其使用的清洗方法也(yě)不相同。20世紀70年(nián)代(dài)後期對兆聲清洗(xǐ)進行了討(tǎo)論,20世紀80年代後期采用了全封閉(bì)清洗(xǐ)和(hé)幹法清洗技術(shù)。到(dào)了20世紀90年代對各種清洗(xǐ)方法進行改進並把各種清洗方法綜合使用。化學試劑和氣體的純度大(dà)大(dà)改善,為化學清洗新技術提供了可能。所以到(dào)目前為止,清洗已經不再是一個簡單的步驟,而(ér)是一個係統工程。
印刷電子線路板的清(qīng)洗
由於組裝各(gè)種電子元件的印刷(shuā)線路板正向高密集(jí)化方向發展,因此對清洗技術的要求(qiú)也越來越高。
1.印刷線路板上的汙(wū)垢
造成印刷線路板汙染的是一些特定的汙垢,主要是焊接(jiē)熔劑(jì)留下的殘渣。
表6-12列有焊接熔劑的主要成分。焊劑分為鬆香劑和水溶性焊劑兩種。
由表(biǎo)6-12可看出,焊接熔劑是由溶劑、活性物質、樹(shù)脂類物質和表麵活性劑(jì)組成。有機(jī)溶劑的作用(yòng)是促使溶劑流動,活性物質的作用在於(yú)去除金屬表麵(miàn)的氧化物,樹脂類物(wù)質能防止(zhǐ)金屬表麵被氧化和(hé)使(shǐ)熔劑易於流動,表麵活性劑有洗滌作用。
焊接熔劑(jì)和加熱形成的變性物質的微量(liàng)殘渣殘留在印(yìn)刷線路板表(biǎo)麵是造成線路板絕緣性變差和接觸(chù)不良的原因,也是造成電子線路腐蝕和(hé)引起接(jiē)線點鬆動的原因。
焊接熔劑在焊接過程中形成(chéng)的殘渣(zhā)成分見表6-13。
表6-12焊接(jiē)熔劑的主要成分
表6-13焊接後的殘渣
表格P429頁
鬆香焊劑是使用最廣(guǎng)泛的一種焊劑,它的主(zhǔ)要成分鬆香是一種透明玻璃狀的脆性物(wù)質,外觀呈淺(qiǎn)黃色至黑色,一般顏色越淺,品質越好。鬆香有特殊氣味,它是以鬆香酸為主要成分的各種樹脂酸的混合物,其中鬆香(xiāng)酸含量越大(dà),酸度越大,軟化溫度越高。
鬆(sōng)香酸(suān)是化學性質較穩定的物(wù)質,它(tā)不溶於水,可溶於KB值較高的親油性溶劑和醇類溶劑。在焊接受熱過程中,鬆香及其(qí)溶劑會氧化分解,產生的白色殘渣造成焊接性能變差。表6-13中,殘渣中極性大的離子性成分是(shì)造成電子線路板(bǎn)的絕緣性變差和腐(fǔ)蝕的主要物質。清除的主要對(duì)象也(yě)是這類物質。檢驗清洗效果就是根據表麵絕緣性能和離子性物質殘餘量來確(què)定的。
2.印(yìn)刷線路板的性能對清洗的影響
由於印刷線路板是由耐(nài)腐(fǔ)蝕性(xìng)差的(de)金屬和耐溶劑性能差的(de)塑料製成(chéng),所以清洗(xǐ)時要避免(miǎn)使用強酸、強堿和某些有機溶劑。
由於印刷線路板的組裝部(bù)件日趨小型化、高密(mì)度化,因此造成清洗焊接殘(cán)渣的工作變得更加困(kùn)難。
3.清洗方法
目前(qián)清洗印刷線路(lù)板主要使(shǐ)用氟氯坯溶劑與醇類組成的共沸(fèi)混合溶劑,如在三氟三氯乙烷(CFC-113)中加入少量(liàng)乙醇。少(shǎo)量的(de)乙醇能(néng)增強氟氯炷的溶(róng)解能力(lì),更好地發揮氟氯繪溶劑的(de)不燃、低毒、易幹燥、潤濕性好、不腐蝕損傷線路板的優點。但由於氟氯疑對大氣臭氧層(céng)的破壞,目前正被(bèi)逐(zhú)步禁止使用,所以目前(qián)正在尋找(zhǎo)新(xīn)的替代溶劑。研製中的替代溶劑(jì)主要有HCFC係列溶劑、氯代姪合成溶劑(jì)、桂類溶劑、醇類溶劑、堿性水(shuǐ)溶(róng)液等。這幾種替代(dài)溶(róng)劑各有長短,目前仍以通常使用的氟氯坯-醇類混合溶劑使用效果最好,也最簡便。為了從根本上解決焊接熔(róng)劑殘渣造成的問題(tí),目前正在開發研(yán)究不需要清洗的免清洗焊劑。
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