隨著電子行業(yè)向微型化、高集成化方向發(fā)展（如5G芯片、柔性PCB板），元器件表面的污染物（如焊接殘留的助焊劑、制程中的金屬離子、環(huán)境微顆粒）對(duì)其性能的影響愈發(fā)顯著。。因此，電子元器件清洗已成為電子制造流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而超純水的水質(zhì)純度是決定清洗效果的核心因素。

一、實(shí)驗(yàn)部分

（一）實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

1、實(shí)驗(yàn)樣品：剛性PCB板；芯片封裝件。

2、核心設(shè)備：博清生物超純水機(jī)；超聲清洗機(jī)；電阻率儀；總有機(jī)碳（TOC）分析儀；離子色譜儀；光學(xué)顯微鏡；高精度萬(wàn)用表。

（二）實(shí)驗(yàn)方法

1、超純水水質(zhì)檢測(cè)

啟動(dòng)博清生物超純水機(jī)，穩(wěn)定運(yùn)行30min后，按以下指標(biāo)檢測(cè)產(chǎn)水水質(zhì)，連續(xù)檢測(cè)24h，每1h 記錄1次數(shù)據(jù)：

電阻率（25℃，采用電阻率儀直接測(cè)定）；

TOC（采用TOC分析儀測(cè)定）；

微粒含量（0.2μm，取100mL超純水，通過光學(xué)顯微鏡計(jì)數(shù)）；

離子含量（Cl?、SO?2?，采用離子色譜儀測(cè)定）。

2、電子元器件清洗流程

預(yù)處理：用壓縮空氣（0.3MPa）吹掃元器件表面，去除直徑＞10μm的大顆粒污染物；

超聲清洗：將元器件放入博清超純水中，啟動(dòng)超聲清洗機(jī)（溫度40℃，時(shí)間10min）；

漂洗：更換新鮮博清超純水，再次超聲漂洗5min，去除殘留污染物；

烘干：將元器件放入真空干燥箱（溫度60℃，真空度-0.09MPa），烘干30min。

3、清洗效果評(píng)價(jià)指標(biāo)

外觀清潔度：通過光學(xué)顯微鏡觀察清洗后元器件表面，記錄是否存在可見污染物（微粒、污漬）；

污染物殘留量：

離子殘留：取清洗后元器件，用10mL博清超純水浸泡30min，測(cè)定浸泡液中Cl?、SO?2?含量；

有機(jī)殘留：通過TOC分析儀測(cè)定浸泡液中TOC含量，計(jì)算有機(jī)殘留物去除率；

電性能：采用高精度萬(wàn)用表測(cè)定PCB板導(dǎo)通電阻（選取5個(gè)測(cè)試點(diǎn)，取平均值），記錄清洗前后電阻波動(dòng)幅度；

長(zhǎng)期穩(wěn)定性：將清洗后的元器件置于恒溫恒濕箱（溫度40℃，濕度85%）中老化720h，統(tǒng)計(jì)故障率。

二、結(jié)果與分析

（一）博清生物超純水機(jī)產(chǎn)水水質(zhì)

博清生物超純水機(jī)連續(xù)24h產(chǎn)水水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果顯示，設(shè)備產(chǎn)水電阻率穩(wěn)定維持在 18.25MΩ?cm，波動(dòng)幅度僅±0.05MΩ?cm，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)超純水機(jī)（波動(dòng)±0.5MΩ?cm）。該水質(zhì)完全符合電子級(jí)水要求，說明博清生物超純水機(jī)的五級(jí)純化工藝可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高純度產(chǎn)水，為電子元器件清洗提供優(yōu)質(zhì)介質(zhì)。

（二）電子元器件清洗效果

1、外觀清潔度

光學(xué)顯微鏡觀察結(jié)果顯示：清洗前，PCB板表面存在明顯的助焊劑殘留（淡黃色污漬）及直徑2~5μm的微顆粒；芯片封裝件表面有不規(guī)則有機(jī)附著物。清洗后，兩類元器件表面均無(wú)可見污漬及微顆粒，表面平整度顯著提升，說明博清超純水可有效去除元器件表面的宏觀污染物。

2、污染物殘留量

污染物殘留檢測(cè)結(jié)果顯示。清洗前，PCB板表面Cl?、SO?2?殘留量分別為45ppb、38ppb，TOC殘留量為85ppb；芯片封裝件表面Cl?、SO?2?殘留量分別為32ppb、25ppb，TOC殘留量為62ppb。清洗后，兩類元器件表面的Cl?、SO?2?殘留量均＜1ppb，TOC殘留量＜3ppb，有機(jī)殘留物去除率＞99%。這一結(jié)果表明，博清超純水中極低的離子和有機(jī)物含量可避免清洗過程中的“二次污染”，同時(shí)其高純度特性可增強(qiáng)對(duì)污染物的溶解與剝離能力，實(shí)現(xiàn)深度除污。

3、電性能

PCB板導(dǎo)通電阻測(cè)試結(jié)果顯示：清洗前，5個(gè)測(cè)試點(diǎn)的導(dǎo)通電阻平均值為12.5Ω，波動(dòng)幅度為±2.3Ω；清洗后，導(dǎo)通電阻平均值降至8.2 Ω，波動(dòng)幅度縮小至±0.5Ω。電阻降低且波動(dòng)減小的原因是：超純水去除了表面氧化層及離子污染物，降低了電流傳輸阻力，同時(shí)減少了接觸電阻的不均勻性。這一結(jié)果證實(shí)，博清超純水清洗可顯著提升電子元器件的電性能穩(wěn)定性。

4、長(zhǎng)期穩(wěn)定性

老化測(cè)試結(jié)果顯示：經(jīng)博清超純水清洗的元器件，720h老化后的故障率為3%（1/30）；而采用傳統(tǒng)純水清洗的對(duì)照組，故障率為18.3%（5/30）。故障率降低62%的原因是：博清超純水徹底去除了腐蝕性離子（如Cl?）和有機(jī)污染物，避免了長(zhǎng)期使用中的電化學(xué)腐蝕及散熱不良問題，延長(zhǎng)了元器件的使用壽命。

三、討論

博清生物超純水機(jī)在電子元器件清洗中的優(yōu)異表現(xiàn)，主要源于其優(yōu)化的純化工藝設(shè)計(jì)：

（一）RO+EDI組合工藝：RO膜可去除99%以上的離子和大分子有機(jī)物，EDI技術(shù)則通過電場(chǎng)作用實(shí)現(xiàn)離子的深度去除，使產(chǎn)水電阻率穩(wěn)定達(dá)到18.2MΩ?cm，避免了傳統(tǒng)離子交換樹脂需頻繁再生的問題，降低維護(hù)成本；

（二）雙波長(zhǎng)UV氧化：185nmUV可產(chǎn)生羥基自由基，氧化分解水中的TOC，254 nmUV則可殺滅微生物，防止微生物黏附在元器件表面形成生物膜；

（三）終端微濾：0.1μm濾膜可截留水中的微小顆粒，避免顆粒劃傷元器件表面或堵塞芯片引腳。

與傳統(tǒng)超純水設(shè)備相比，博清生物超純水機(jī)還具有以下優(yōu)勢(shì)：

（一）能耗低：采用節(jié)能RO泵，比傳統(tǒng)設(shè)備能耗降低15%，符合電子行業(yè)綠色制造的發(fā)展趨勢(shì)；

（二）智能化：配備觸摸屏控制系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)水水質(zhì)、流量及耗材壽命，便于遠(yuǎn)程運(yùn)維；

（三）適應(yīng)性強(qiáng)：可根據(jù)不同元器件的清洗需求，調(diào)整產(chǎn)水流量（5~10L/h）及水溫（25~40℃），提升清洗工藝的靈活性。

本研究通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的超純水機(jī)在電子元器件清洗中的應(yīng)用效果，得出以下結(jié)論：

（一）博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的超純水機(jī)產(chǎn)水水質(zhì)符合GB/T 11446.1-2013 E1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，電阻率穩(wěn)定 18.25MΩ?cm，微粒及離子含量極低，可提供穩(wěn)定的高純度清洗介質(zhì)；

（二）經(jīng)該超純水清洗的電子元器件，表面污染物去除率＞99%，導(dǎo)通電阻波動(dòng)幅度降低至±0.5 Ω，長(zhǎng)期故障率降低62%，顯著提升了元器件的清潔度、電性能及可靠性；

（三）博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的超純水機(jī)的五級(jí)純化工藝、低能耗及智能化設(shè)計(jì)，使其適用于電子行業(yè)高精度元器件的清洗需求，為電子制造流程的質(zhì)量提升提供了關(guān)鍵支撐。

未來(lái)可進(jìn)一步探究博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的超純水機(jī)在更精密元器件（如量子芯片、柔性電子）清洗中的應(yīng)用，并結(jié)合清洗工藝參數(shù)（如超聲功率、清洗時(shí)間）的優(yōu)化，進(jìn)一步提升清洗效率與效果。