水基清洗过程中金属变色现象分析

集成电路和半导体芯片等电子产品在生产制程清洗过程中，有时会发生金属变色现象， 针对实际清洗案例做相关分享。

某国际知名品牌电子产品通过在线通过式喷淋清洗机进行水基清洗过程中发现有“掉金”现象，即原本黄色的金面，清洗完成后局部变成了白色，发生了类似“掉金”现象，如下图。

水基清洗过程中金属变色现象分析：

1、“掉金”部位主要出现在距离焊点较近的金面上;2、“掉金”现象不是金层脱落，而是金面上覆盖了一层金属物质;3、用金属尖头划刻，划痕处明显看出覆盖层具有一定厚度;4、金属变色现象的发生与焊接焊料呈明显的距离关系，距离越近，沉积的层越厚，距离越远，沉积层越薄;5、中间小焊盘无“掉金”现象。

通过对变色金属覆盖层分析：

金面上覆盖层为锡层，在金面上呈紧密覆盖。

针对上述对变色金属覆盖层分析，结合电化学理论，做如下判断：

在使用喷淋清洗机和超声波清洗工艺时，清洗剂溶液会把处于游离态的金属离子洗到清洗液中，经过长时间清洗，清洗剂溶液中金属离子含量升高，清洗剂的导电性逐渐增强。而锡和金的金属活性不同，会产生电位差，锡合金焊点处的锡容易失去电子变成锡离子进入清洗剂溶液，电子从内部导体迁移到金面，在金面处结合溶液中游离态的金属锡离子，从而使锡沉积到金面，在金面上形成一层镀锡，并且随距离近到远而呈现镀锡层厚度厚至薄的现象。因此出现了金面局部变白变色的现象。

而中间小焊盘上并未沉积金属锡，主要是因为中间小焊盘并未与焊料区连通，电子无法迁移到小焊盘上，因此没有出现“掉金”(锡沉积)现象。

高精密电子组件清洗过程中金属变色可以从以下几个方面去分析解决办法：

1)水基清洗剂使用到一定时间或清洗了一定数量的产品，需要及时更换，降低液体中金属离子的浓度。

2)在清洗工艺制程上适当降低清洗的温度。

3)选择离子残留量低或对金属离子具有螯合作用的环保水基清洗剂。

以上一文，仅供参考!

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