酸碱性去溢料产品的优缺点_全球性产品结构优缺点

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酸碱性去溢料产品的优缺点

去溢料工序，是电镀前处理工序中看似简单实则重要的一步，其主要目的是去除引线框架上在塑封步骤残留的溢胶以及透明的蜡状物质。如果在去溢料工艺没能把以上两种残留的溢料去除干净，在电镀过程中会造成露铜，镀层发花，焊接性不好等严重的不良。因此去溢料工艺在电子封装工艺里是非常重要的前处理工序。

溢料的形成，主要是在塑封工艺中，由于引线框架和塑封模具之间的存在缝隙，因是使用高压把热熔的塑封料挤压去的，所以会有塑封材料从缝隙中渗漏出来，固化在引线体表面，形成黑色溢料，我们一般称之为胶渣。还有部分溢料是由于塑封体本身的树脂渗出，而在塑封体周围形成的透明薄膜，我们称之为溢料。透明的溢料在电镀前很难通过肉眼发现，一般都是在电镀后由于电镀漏镀露铜才能发现，所以造成的电镀不良率一般超过’胶渣’。在去溢料工艺中，我们需要把以上两种溢料全部去除干净，来保证电镀质量。

在明白了溢料形成的原理后，我们可以针对溢料采取相应的工艺流程来去除溢料。去溢料工艺有水喷沙法；电解+机械去除法和化学浸泡+机械去除法。传统上使用水喷沙法：利用高压水，混合适硬度的’沙粒’喷出，去除溢料。但这种工艺会对塑封体表面的状况有所改变，并且水压太大的话可能会对芯片产生影响。一般使用在油墨印字的产品上，可提高油墨的附着力。而目前大部分的去溢料流程属于后二者，包括软化和机械去除两步骤，其中以化学软化居多。首先，利用化学品浸泡，使附着在引线框架上的胶渣和溢料充分软化，并与塑封体分离。之后，再使用机械方法，将已软化的溢料去除。软化流程一般是在加热的情况下，将材料浸泡在化学品溶液中，使溢料充分软化。再经过高压水、雷射光或者使用铜刷将软化的溢料去除。这种方法不会改变塑封体表面的状况，更适合激光镭射印字的产品。当然，如果溢料非常严重，也可以先进行软化，再使用喷沙的方法对溢料进行去除，但需要进行实验以确认材料的可靠性。

根据溢料形成的原理，我们需要在溢料软化步骤达到两个目的。首先需要把附着在框架表面的溢料层充分软化；其次，需要把溢料层与框架表面充分分离，这样才能达到理想的去溢料效果。因此在去溢料化学品中包括两部分，一部分是针对溢料软化而采用的有机物类的溶剂，利用溶剂对溢料轻微的腐蚀性，使溢料层软化，同时对塑封主体不产生腐蚀。另一部分则是无机类物质，其作用主要是对框架基体进行微腐蚀，使附着在框架基体上的溢料与基体充分的分离，为彻底去除溢料做好准备。这两个过程是互相辅助的，缺一不可。

在目前的电子行业，我们使用的基体材料大部分为铜基体，因为铜材料的导电和导热能力非常好，是电子产品框架的主要选择。此外还有部分框架是使用其他金属或合金为基体，在其表面镀上一层铜或其他金属（如镍等）。而塑封料绝大部分为环氧树脂类，根据其填料不同，需要采用不同的去溢料工艺。

早期的去溢料工艺非常简单，例如使用50%的硫酸溶液或甚至盐酸溶液，在高温下浸泡，&使溢料与基体脱离，最后使用铜刷将溢料刷掉。但此工艺是有缺陷的，首先是安全问题，硫酸是强腐蚀性酸，在高温下腐蚀性更强，因此对操作者是个巨大的安全隐患。其次，高浓度的硫酸在高温下，与铜基体的反应速度很难控制，在局部会造成过腐蚀现象，造成基体的损伤。第三，在溶液中没有有机溶剂，对溢料的软化效果很差，经常会造成溢料去除不干净。经过对工艺流程的改进，&并在溶液中添加部分偏碱的有机溶剂，逐步形成了目前比较流行的去溢料工艺。

碱性去溢料溶液是目前使用最广泛，也相对比较成熟和完善的工艺。其中主要的组成包括，&碱类有机溶剂，其他添加剂（包括缓蚀剂，表面活性剂，渗透剂等）。具体的工作机理如下：

溶液中强碱的主要作用。第一，使溢料与基体分离。铜在碱性溶液中，会在空气中的氧的作用下，发生氧化反应，生成碱式盐，并可以在添加剂中的络合剂作用下，进入溶液。此反应在低温是反应速度很慢，而在高温下反应速度会明显加快，因此碱性去溢料溶液是需要加温到七十度以上的。第二，控制溶液的PH值。在碱性溶液中选用的有机溶剂，在碱性条件下活性比较强，这样可以保证有机溶剂的软化效率，从而保证软化效果。

在碱性去溢料溶液中，溶剂的选择很重要。在低温条件下（例如室温），溶剂的活性很低，而随着温度的升高，溶剂的活性明显增强。这样即可以保证溶液在低温条件下的存储和运输的安全，而在高温条件下，能很好的对溢料进行软化。我公司根据多年的实验，研发出多款产品，如环氧95，CD300S等，针对不同的产品，达到很好的去溢料效果。

随着电子行业的发展，在去溢料产品也面临着许多新的挑战。首先，国产的塑封填料大部分不耐碱(其他地方产的也为了符合RoHS的要求做改变，导致对碱敏感)，如果碱性去溢料溶液使用温度偏高，或者浸泡时间过长，会对塑封体造成腐蚀，导致塑封体表面褪色。其次，在电镀的去氧化/活化工艺中，通常是使用酸性溶液来进行，如果有碱性溶液带入，这样对去溢料工艺的清洗过程要求很高，而碱性物质的清洗难度要远远高于酸性物质。还有，铜材料在碱性条件下，如果浸泡时间过长，会产生较致密的钝化膜，从而增加去氧化工序的压力。而一旦去氧化工序没能将框架表面的氧化层去除干净，会造成漏铜，发花，焊接性不良等严重的电镀不良。

面对以上挑战，我公司对碱性去溢料产品进行改进和调整，新研发的新款去溢料产品CD-300S。除了保留了原有的碱性去溢料的优势外，选用了新的有机溶剂，并增加了表面活性剂和络合剂，缩短了溢料软化的时间。从而降低了塑封体变色，已经铜基体钝化的问题。在完善原有工艺的同时，开发了新型的酸性去溢料产品。

酸性去溢料工艺是新型的去溢料产品，其中主要的组成包括，强酸性物质（如硫酸），有机溶剂（根据不容塑封料，选择相应的溶剂&），其他添加剂（包括缓蚀剂，表面活性剂等）。相对于原有的碱性去溢料工艺，酸性去溢料产品有自己的优势和特点。

使用强酸取代原来溶液中的强碱。第一，使溢料与基体分离彻底，且不会生成钝化膜。铜在酸性溶液中，也会在空气中的氧的作用下，发生氧化反应，生成二价铜离子，并可以在添加剂中的络合剂作用下，进入溶液。而大部分框架在经过塑封流程后，框架表面会有一层氧化膜，此氧化膜在碱作用下，仍需通过生成碱式盐后进入溶液，而酸性溶液可直接将氧化膜去除干净，从而比使溢料与基体快速分离。而在酸性条件下，铜框架表面不易生成新的钝化膜，由于本身为酸性，所以对电镀中的去氧化药液/流程有保护作用。

酸性去溢料溶液中选用的溶剂，如果温度相同，在酸性条件下的活性要低于碱性，因此不会对塑封体造成过腐蚀。在使用过程中，操作温度与时间同碱性去溢料产品相同。但相对的，由于酸性溶液对某些活泼金属的腐蚀性比碱性溶液强（如铁等），因此应用在在铁镀铜框架时，碱性去溢料产品要有优势。

我公司在酸性去溢料产品的研发比较早，目前已经有较成熟的产品，如CD-90。在CD-90酸性去溢料产品的基础上，我公司开发了中低温的去溢料产品CD-56，在保证去溢料效果的同时，将操作温度降低到只50度C，这样即降低了溶液消耗（挥发量减少），也能保证安全。

酸性去溢料工艺相对有一定优势，但尚不能完全取代碱性去溢料的地位。例如在高速电镀线中，为了保证快速去除溢料，一般会使用电解的方式。由于酸性去溢料产品对活泼金属的腐蚀率较高，因此不适用于电解去溢料流程中。我公司有电解去溢料产品ED-12，使用稳定，消耗量低，并且去溢料效果优良。

总之，去溢料工艺在电镀工艺中，站有重要的地位，我们在选用去溢料产品时，应根据实际情况具体分析，选用合适的化学品。酸性去溢料在大部分领域要优于碱性去溢料产品，但在某些情况下，我们仍需要碱性去溢料产品。我公司一定会在今后开发出更有特点和效果的更好的去溢料产品，谢谢大家。