電路(lu)闆組(zu)裝中(zhong)的清(qing)洗問(wen)題解(jie)析
上(shang)傳時(shi)間：2016-6-6 11:12:53 作(zuo)者：昊(hao)瑞電(dian)子
清(qing)洗的(de)理由(you)
自實(shi)施蒙(meng)利特(te)爾議(yi)定書(shu)後，免(mian)洗助(zhu)焊劑(ji)被大(da)多數(shu)電子(zi)制造(zao)廠使(shi)用，電(dian)路闆(pan)組裝(zhuang)的清(qing)洗幾(ji)乎隻(zhi)在軍(jun)工、航(hang)天、醫(yi)療等(deng)高可(ke)靠性(xing)電路(lu)闆上(shang)實施(shi)。但是(shi)随着(zhe)電子(zi)産品(pin)的小(xiao)型化(hua)和功(gong)能的(de)多樣(yang)化，I/O數(shu)量不(bu)斷提(ti)高，元(yuan)器件(jian)間距(ju)變的(de)越來(lai)越微(wei)小，産(chan)品的(de)應用(yong)領域(yu)和使(shi)用的(de)自然(ran)環境(jing)不斷(duan)引深(shen)拓展(zhan)，免清(qing)洗助(zhu)焊劑(ji)的相(xiang)對可(ke)靠性(xing)受到(dao)前所(suo)未有(you)的挑(tiao)戰。原(yuan)因是(shi)：本來(lai)在許(xu)多産(chan)品的(de)免清(qing)洗制(zhi)程中(zhong)，難免(mian)有部(bu)分助(zhu)焊劑(ji)是沒(mei)有經(jing)過制(zhi)程回(hui)流焊(han)接時(shi)的回(hui)流高(gao)溫和(he)波峰(feng)焊接(jie)的錫(xi)波的(de)高溫(wen)，也就(jiu)是，助(zhu)焊劑(ji)沒有(you)經過(guo)使其(qi)能産(chan)生聚(ju)合反(fan)應的(de)高溫(wen)而還(hai)表現(xian)爲合(he)成樹(shu)脂的(de)特性(xing)，在潮(chao)濕的(de)環境(jing)呈現(xian)酸性(xing)的本(ben)質，而(er)對元(yuan)器件(jian)和PCB的(de)焊點(dian)産生(sheng)腐蝕(shi)作用(yong)，這就(jiu)是我(wo)們爲(wei)什麽(me)總會(hui)看到(dao)一些(xie)免清(qing)洗産(chan)品在(zai)放置(zhi)一段(duan)時間(jian)後其(qi)連接(jie)器PIN針(zhen)或者(zhe)PCB金手(shou)指或(huo)定位(wei)螺絲(si)孔上(shang)常常(chang)看到(dao)銅綠(lü)的原(yuan)因。這(zhe)些免(mian)清洗(xi)助焊(han)劑往(wang)往是(shi)在波(bo)峰焊(han)接時(shi)毛細(xi)現象(xiang)或液(ye)體本(ben)身的(de)潤濕(shi)力所(suo)作用(yong)，跑到(dao)焊錫(xi)沒能(neng)觸及(ji)的地(di)方，還(hai)有就(jiu)是烙(lao)鐵焊(han)錫時(shi)使用(yong)助焊(han)劑也(ye)難免(mian)擴散(san)到焊(han)點以(yi)外的(de)區域(yu)。另外(wai)，免清(qing)洗助(zhu)焊劑(ji)的殘(can)留物(wu)在潮(chao)濕的(de)情況(kuang)下，表(biao)面離(li)子殘(can)留物(wu)會形(xing)成樹(shu)枝狀(zhuang)結晶(jing)體，而(er)樹枝(zhi)狀結(jie)晶體(ti)往往(wang)會引(yin)起電(dian)氣遷(qian)移造(zao)成短(duan)路，再(zai)者在(zai)免清(qing)洗助(zhu)焊劑(ji)中常(chang)常包(bao)裹着(zhe)從錫(xi)膏中(zhong)遊離(li)出來(lai)的錫(xi)球，這(zhe)些錫(xi)球一(yi)般不(bu)經過(guo)清洗(xi)是很(hen)難清(qing)除的(de)，這對(dui)于越(yue)來越(yue)小的(de)電氣(qi)間距(ju)是個(ge)麻煩(fan)……，上述(shu)諸多(duo)因素(su)迫使(shi)清洗(xi)的回(hui)歸是(shi)一種(zhong)必然(ran)的結(jie)果。
清(qing)洗的(de)目的(de)
将PCBA的(de)助焊(han)劑殘(can)留焊(han)膏、錫(xi)球、雜(za)質、灰(hui)塵、油(you)漬等(deng)有害(hai)污染(ran)清除(chu)；爲消(xiao)除腐(fu)、蝕靜(jing)電損(sun)害；提(ti)高産(chan)品的(de)使用(yong)壽命(ming)；更好(hao)地滿(man)足客(ke)戶不(bu)斷提(ti)出的(de)高質(zhi)量和(he)高可(ke)靠性(xing)的要(yao)求……。
傳(chuan)統清(qing)洗不(bu)再适(shi)應
先(xian)來了(le)解一(yi)下傳(chuan)統的(de)清洗(xi)方法(fa)在清(qing)洗時(shi)的局(ju)限性(xing)吧，或(huo)許有(you)人會(hui)問，既(ji)然免(mian)清洗(xi)助焊(han)劑不(bu)可靠(kao)了，那(na)是否(fou)還是(shi)回歸(gui)早先(xian)的水(shui)溶性(xing)助焊(han)劑或(huo)是溶(rong)劑型(xing)助焊(han)劑的(de)使用(yong)？回答(da)是否(fou)定的(de)，先不(bu)說清(qing)洗成(cheng)本的(de)問題(ti)，更要(yao)考慮(lü)的是(shi)可靠(kao)性和(he)環境(jing)保護(hu)的問(wen)題。還(hai)是先(xian)來說(shuo)說環(huan)境的(de)問題(ti)吧，傳(chuan)統的(de)水溶(rong)性助(zhu)焊劑(ji)的清(qing)洗後(hou)的的(de)大量(liang)廢水(shui)排放(fang)是個(ge)令人(ren)頭痛(tong)的問(wen)題，必(bi)須經(jing)過廢(fei)水處(chu)理才(cai)能排(pai)放，中(zhong)國的(de)環境(jing)政策(ce)想必(bi)大家(jia)都已(yi)經感(gan)覺到(dao)了，而(er)傳統(tong)的溶(rong)劑清(qing)洗其(qi)對環(huan)境的(de)影響(xiang)更是(shi)有過(guo)之而(er)無不(bu)及，早(zao)已經(jing)被環(huan)境法(fa)規否(fou)定……。再(zai)說清(qing)洗效(xiao)果的(de)問題(ti)：随着(zhe)元器(qi)件的(de)尺寸(cun)微型(xing)化，微(wei)型BGA，CSP,QFN等(deng)元器(qi)件的(de)普遍(bian)使用(yong)，微小(xiao)的元(yuan)件間(jian)距和(he)元器(qi)件與(yu)PCB的間(jian)隙不(bu)斷下(xia)降爲(wei)清洗(xi)的效(xiao)果帶(dai)來困(kun)難和(he)麻煩(fan)，已經(jing)不是(shi)傳統(tong)的清(qing)洗所(suo)能達(da)到的(de)，而傳(chuan)統清(qing)洗型(xing)助焊(han)劑的(de)殘留(liu)存在(zai)是任(ren)何産(chan)品都(dou)不能(neng)接受(shou)的，因(yin)此一(yi)種高(gao)效安(an)全的(de)解決(jue)方案(an)變得(de)尤爲(wei)重要(yao)和迫(po)切。
清(qing)洗的(de)挑戰(zhan)
随着(zhe)電路(lu)闆的(de)元器(qi)件密(mi)度的(de)不斷(duan)提高(gao)和元(yuan)器件(jian)的微(wei)型化(hua)，免清(qing)洗技(ji)術顯(xian)得有(you)些乏(fa)力。高(gao)密度(du)使得(de)元器(qi)件的(de)間距(ju)和空(kong)間有(you)限，同(tong)時産(chan)生了(le)更大(da)的電(dian)子場(chang)。清洗(xi)成爲(wei)一種(zhong)滿足(zu)最先(xian)進技(ji)術的(de)唯一(yi)可行(hang)方案(an)，但對(dui)于倒(dao)裝芯(xin)片﹑QFN﹑Micro BGA 和(he)小型(xing)片式(shi)阻容(rong)元器(qi)件，其(qi)下面(mian)的助(zhu)焊劑(ji)殘留(liu)去除(chu)起來(lai)相當(dang)的困(kun)難；無(wu)鉛化(hua)的制(zhi)程使(shi)得助(zhu)焊劑(ji)要求(qiu)有更(geng)高的(de)樹脂(zhi)或松(song)香的(de)含量(liang)，這樣(yang)會使(shi)得助(zhu)焊劑(ji)在小(xiao)空間(jian)堆積(ji)更爲(wei)嚴重(zhong)，使得(de)清洗(xi)劑滲(shen)透困(kun)難重(zhong)重;再(zai)者就(jiu)是更(geng)高的(de)無鉛(qian)溫度(du)和多(duo)次回(hui)流過(guo)程使(shi)得助(zhu)焊劑(ji)殘留(liu)清洗(xi)起來(lai)更加(jia)困難(nan)。綜合(he)上述(shu)因素(su)，電子(zi)組裝(zhuang)産品(pin)的清(qing)洗越(yue)來越(yue)不容(rong)易，這(zhe)就要(yao)求有(you)更好(hao)的清(qing)潔效(xiao)果的(de)清洗(xi)材料(liao)來解(jie)決這(zhe)些清(qing)洗困(kun)難﹑耐(nai)清洗(xi)産品(pin)的清(qing)洗難(nan)題，對(dui)于清(qing)洗材(cai)料和(he)清洗(xi)工藝(yi)條件(jian)無疑(yi)是個(ge)挑戰(zhan)，這就(jiu)要求(qiu)清洗(xi)劑要(yao)進行(hang)化學(xue)方面(mian)的創(chuang)新，清(qing)洗設(she)備和(he)清洗(xi)工藝(yi)方面(mian)也要(yao)不斷(duan)改進(jin)。
新型(xing)的清(qing)洗劑(ji)
科技(ji)的發(fa)展給(gei)我們(men)帶來(lai)了更(geng)好的(de)解決(jue)辦法(fa)，一
類(lei)新型(xing)的水(shui)基型(xing)清洗(xi)劑采(cai)用剝(bao)離的(de)原理(li)，使用(yong)微相(xiang)技術(shu)把污(wu)染物(wu)從清(qing)洗件(jian)表面(mian)剔除(chu)下來(lai)，再将(jiang)污染(ran)物轉(zhuan)移至(zhi)周圍(wei)的水(shui)相中(zhong)。這種(zhong)清洗(xi)劑的(de)機理(li)是：經(jing)過加(jia)熱或(huo)擾動(dong)（如噴(pen)淋等(deng)）形成(cheng)微相(xiang)，微相(xiang)剝離(li)污染(ran)物，被(bei)剝離(li)的污(wu)染物(wu)又可(ke)輕易(yi)地被(bei)過濾(lü)出來(lai)，這就(jiu)使得(de)清洗(xi)液有(you)很長(zhang)的壽(shou)命周(zhou)期，而(er)且這(zhe)類清(qing)洗劑(ji)無表(biao)面活(huo)性劑(ji)和無(wu)固态(tai)物的(de)配方(fang)，使得(de)清洗(xi)件幹(gan)燥後(hou)不會(hui)有殘(can)留物(wu)。與傳(chuan)統的(de)清潔(jie)劑（表(biao)面活(huo)性劑(ji)清洗(xi)劑）相(xiang)比有(you)：使用(yong)壽命(ming)長——不(bu)會因(yin)靠表(biao)面活(huo)性劑(ji)和污(wu)染物(wu)的永(yong)久結(jie)合導(dao)緻溶(rong)液中(zhong)的有(you)效成(cheng)分逐(zhu)漸減(jian)少而(er)壽命(ming)縮短(duan)，隻要(yao)經過(guo)簡單(dan)的沉(chen)澱和(he)過濾(lü)便可(ke)重新(xin)利用(yong)；清洗(xi)後安(an)全可(ke)靠——不(bu)會因(yin)表面(mian)活性(xing)劑在(zai)清洗(xi)件表(biao)面的(de)殘留(liu)而引(yin)起可(ke)靠性(xing)的擔(dan)憂，成(cheng)本低(di)——清洗(xi)劑耐(nai)用且(qie)不需(xu)要廢(fei)液處(chu)理的(de)費用(yong)……
清洗(xi)的工(gong)藝問(wen)題
有(you)了新(xin)型的(de)清洗(xi)劑爲(wei)基礎(chu)，清洗(xi)工程(cheng)因此(ci)變得(de)簡單(dan)多了(le)，可較(jiao)爲輕(qing)松的(de)去實(shi)現，爲(wei)使清(qing)洗工(gong)程更(geng)清晰(xi)化，接(jie)下來(lai)就清(qing)洗的(de)工藝(yi)問題(ti)加以(yi)解釋(shi)。先來(lai)了解(jie) 清洗(xi)的工(gong)藝決(jue)定要(yao)素：a）清(qing)洗劑(ji)的性(xing)質；b) 清(qing)洗設(she)備的(de)清潔(jie)能力(li)；c)助焊(han)劑的(de)選配(pei)；d)基闆(pan)材料(liao)與清(qing)洗劑(ji)的兼(jian)容性(xing)等。下(xia)面就(jiu)這幾(ji)大工(gong)藝要(yao)素分(fen)别加(jia)以闡(chan)述，以(yi)便對(dui)清洗(xi)工藝(yi)有個(ge)較爲(wei)全面(mian)的了(le)解。
a) 清(qing)洗劑(ji)的性(xing)質要(yao)求：1.能(neng)與助(zhu)焊劑(ji)殘留(liu)物種(zhong)類相(xiang)匹配(pei)，做到(dao)有效(xiao)地清(qing)潔幹(gan)淨清(qing)洗件(jian)表面(mian)的助(zhu)焊劑(ji)殘留(liu)物，而(er)不會(hui)留下(xia)污染(ran)，滿足(zu)電路(lu)闆的(de)清洗(xi)要求(qiu)。2.與清(qing)洗基(ji)闆和(he)元器(qi)件材(cai)料兼(jian)容能(neng)力強(qiang)，做到(dao)達到(dao)清潔(jie)幹淨(jing)的同(tong)時又(you)不會(hui)和基(ji)闆或(huo)組件(jian)的材(cai)料發(fa)生反(fan)應，留(liu)下不(bu)良或(huo)疵點(dian)。3.能有(you)效滲(shen)透，表(biao)面張(zhang)力低(di)，小的(de)表面(mian)能夠(gou)使得(de)清洗(xi)劑能(neng)夠滲(shen)透到(dao)任何(he)有助(zhu)焊劑(ji)殘留(liu)的地(di)方，QFN等(deng)類型(xing)的元(yuan)器件(jian)的普(pu)遍使(shi)用，給(gei)清洗(xi)劑的(de)可滲(shen)透性(xing)提出(chu)了更(geng)高的(de)要求(qiu)。4.滿足(zu)法規(gui)的要(yao)求 （---VOC，---BOD/COD/ROHs ）5.穩(wen)定性(xing)好，抗(kang)氧化(hua)，溶解(jie)性好(hao)，不産(chan)生大(da)量泡(pao)沫。6.清(qing)洗時(shi)清潔(jie)劑的(de)溶度(du)合理(li)，其實(shi)，一個(ge)優良(liang)的清(qing)洗劑(ji)還應(ying)具備(bei)清洗(xi)時的(de)溶度(du)越低(di)越好(hao)，在一(yi)個較(jiao)低的(de)溶度(du)範圍(wei)内能(neng)達到(dao)一個(ge)理想(xiang)的效(xiao)果，這(zhe)使清(qing)洗劑(ji)的工(gong)藝窗(chuang)口更(geng)寬廣(guang)。7.還有(you)就是(shi)在清(qing)洗時(shi)溫度(du)“适中(zhong)”，以滿(man)足大(da)多數(shu)清洗(xi)設備(bei)的加(jia)熱能(neng)力要(yao)求，合(he)适的(de)溫度(du)能增(zeng)強清(qing)洗劑(ji)的清(qing)洗能(neng)力。8.是(shi)清洗(xi)的速(su)度快(kuai)，能迅(xun)速溶(rong)解或(huo)剝離(li)助焊(han)劑殘(can)留物(wu)，達到(dao)快速(su)清洗(xi)的結(jie)果。
b) 清(qing)洗設(she)備的(de)要求(qiu)：1.能提(ti)供足(zu)以清(qing)洗到(dao)位的(de)機械(xie)能，清(qing)洗到(dao)最爲(wei)困難(nan)敏感(gan)的區(qu)域，随(sui)着現(xian)代電(dian)子制(zhi)造技(ji)術的(de)飛速(su)發展(zhan)，元件(jian)之間(jian)的間(jian)隙不(bu)斷縮(suo)小，元(yuan)件和(he)基闆(pan)的間(jian)隙不(bu)斷下(xia)降，有(you)的已(yi)經到(dao)了2mil以(yi)下了(le)，還有(you)就是(shi)無鉛(qian)制程(cheng)中的(de)高溫(wen)和高(gao)聚合(he)度的(de)助焊(han)劑殘(can)留，沒(mei)有足(zu)夠的(de)機械(xie)能量(liang)是無(wu)法清(qing)潔到(dao)或清(qing)潔幹(gan)淨這(zhe)些頑(wan)垢的(de)。定向(xiang)噴射(she)時足(zu)夠的(de)噴射(she)壓力(li)是清(qing)洗的(de)一個(ge)關鍵(jian)點。噴(pen)嘴的(de)設計(ji)和噴(pen)嘴的(de)合理(li)結構(gou)也成(cheng)爲設(she)備設(she)計時(shi)不可(ke)忽略(lue)的考(kao)慮。2.能(neng)夠提(ti)供足(zu)以清(qing)洗幹(gan)淨的(de)清洗(xi)時間(jian)，怎樣(yang)才能(neng)有足(zu)夠的(de)時間(jian)去清(qing)洗某(mou)一種(zhong)有清(qing)潔度(du)要求(qiu)的産(chan)品，同(tong)時又(you)不會(hui)有時(shi)間的(de)浪費(fei)，除了(le)清洗(xi)實驗(yan)測定(ding)結果(guo)後，嚴(yan)格制(zhi)定清(qing)洗的(de)工藝(yi)參數(shu)外，在(zai)制程(cheng)中的(de)實時(shi)檢測(ce)爲産(chan)品的(de)清潔(jie)度保(bao)證和(he)資源(yuan)又不(bu)至浪(lang)費是(shi)一個(ge)明智(zhi)的手(shou)段。3.清(qing)洗液(ye)的溫(wen)度控(kong)制是(shi)清洗(xi)工藝(yi)的一(yi)個關(guan)鍵點(dian)，在清(qing)洗時(shi)清洗(xi)劑的(de)溫度(du)對清(qing)洗效(xiao)果是(shi)直接(jie)的，前(qian)面已(yi)經提(ti)到加(jia)熱是(shi)清洗(xi)劑形(xing)成微(wei)相的(de)條件(jian)，由此(ci)可知(zhi)溫度(du)對清(qing)洗效(xiao)能的(de)重要(yao)，因此(ci)控制(zhi)在一(yi)個合(he)适的(de)溫度(du)範圍(wei)内的(de)清洗(xi)是很(hen)有必(bi)要的(de)。4.清洗(xi)液的(de)濃度(du)控制(zhi)也是(shi)影響(xiang)産品(pin)清洗(xi)效果(guo)的重(zhong)中之(zhi)重，一(yi)個精(jing)确控(kong)制的(de)濃度(du)爲清(qing)洗工(gong)藝的(de)穩定(ding)提供(gong)保證(zheng)，也是(shi)穩定(ding)清洗(xi)成本(ben)的關(guan)鍵所(suo)在。5.幹(gan)燥過(guo)程的(de)自動(dong)化的(de)實現(xian)使得(de)清洗(xi)工作(zuo)變得(de)簡便(bian)。6.滿足(zu)各類(lei)清洗(xi)劑的(de)要求(qiu)是設(she)備的(de)适應(ying)性的(de)特點(dian)，耐腐(fu)蝕性(xing)成爲(wei)設備(bei)使用(yong)壽命(ming)和适(shi)應範(fan)圍的(de)一個(ge)重要(yao)考慮(lü)。7.安全(quan)是必(bi)須的(de)。8.強勁(jin)、操作(zuo)簡便(bian)成爲(wei)設備(bei)生産(chan)者爲(wei)大批(pi)量清(qing)潔工(gong)作而(er)不可(ke)缺少(shao)的設(she)計。9.清(qing)洗劑(ji)的循(xun)環使(shi)用，使(shi)得産(chan)品的(de)清洗(xi)成本(ben)變得(de)可以(yi)接受(shou)，怎樣(yang)才能(neng)使清(qing)洗液(ye)充分(fen)回收(shou)，最大(da)限度(du)的控(kong)制成(cheng)本，直(zhi)接影(ying)響到(dao)設備(bei)的性(xing)價比(bi)。
C) 助焊(han)劑的(de)選擇(ze)：或許(xu)有人(ren)說我(wo)們要(yao)選的(de)是清(qing)潔掉(diao)助焊(han)劑的(de)清潔(jie)劑，爲(wei)何反(fan)過來(lai)要我(wo)們重(zhong)新去(qu)評估(gu)适合(he)清洗(xi)的助(zhu)焊劑(ji)？這不(bu)是問(wen)題複(fu)雜化(hua)？其實(shi)，清洗(xi)工程(cheng)本來(lai)就不(bu)簡單(dan)，有時(shi)少數(shu)的助(zhu)焊劑(ji)型号(hao)難以(yi)選配(pei)到有(you)效清(qing)潔的(de)清潔(jie)劑，在(zai)完全(quan)滿足(zu)焊接(jie)的前(qian)提下(xia)，選擇(ze)助焊(han)劑以(yi)匹配(pei)清洗(xi)劑有(you)時不(bu)失爲(wei)一個(ge)最爲(wei)簡單(dan)和明(ming)智的(de)做法(fa)。有時(shi)候針(zhen)對特(te)定的(de)産品(pin)，可選(xuan)擇的(de)清潔(jie)劑不(bu)多，因(yin)要達(da)到理(li)想的(de)清洗(xi)效果(guo)而進(jin)行助(zhu)焊劑(ji)的選(xuan)擇的(de)情況(kuang)也就(jiu)難免(mian)會出(chu)現，等(deng)等。在(zai)選擇(ze)助焊(han)劑時(shi)我們(men)要考(kao)慮的(de)主要(yao)方面(mian)：焊接(jie)是否(fou)理想(xiang)，清潔(jie)是否(fou)徹底(di)，清洗(xi)效率(lü)是否(fou)夠高(gao)，綜合(he)成本(ben)是否(fou)最低(di)?
d)基闆(pan)材料(liao)與清(qing)洗劑(ji)的兼(jian)容性(xing)，因爲(wei)清潔(jie)劑的(de)選擇(ze)不隻(zhi)是考(kao)慮是(shi)否能(neng)夠較(jiao)好地(di)清潔(jie)助焊(han)劑，同(tong)時還(hai)要考(kao)慮與(yu)基材(cai)的兼(jian)容性(xing)問題(ti)，一個(ge)強勁(jin)的清(qing)潔劑(ji)是否(fou)對清(qing)潔件(jian)上的(de)金屬(shu)、塑料(liao)、黑色(se)鍍膜(mo)、标記(ji)、塗料(liao)、标簽(qian)、膠黏(nian)劑等(deng)是否(fou)有腐(fu)蝕，産(chan)生産(chan)品疵(ci)點？這(zhe)是一(yi)個工(gong)藝工(gong)程師(shi)要認(ren)真評(ping)估和(he)慎重(zhong)考慮(lü)的。
總(zong)之，一(yi)個好(hao)的清(qing)洗必(bi)須滿(man)足的(de)條件(jian)是：合(he)适的(de)清洗(xi)劑，優(you)良的(de)清洗(xi)設備(bei)，合理(li)的工(gong)藝參(can)數，經(jing)濟的(de)清洗(xi)成本(ben)，達到(dao)完美(mei)的清(qing)潔效(xiao)果……清(qing)洗輕(qing)松實(shi)現！
