水清洗工艺在印制电路板装联中的应用

  清洗是PCB组装中重要工序，它对电子产品的质量和可靠性起着极为重要的作用。对于高性能电子产品，不论是通孔插装还是表面组装，在再流焊、波峰焊或浸焊后对于基板及其组件都需要进行严格有效的清洗，以去除焊剂残留物和各种污染物。特别是对于表面组装工艺，由于焊剂可进入表面组装元器件和基板之间的微小空隙中，从而使清洗显得更为困难也更显重要。

  清洗是清除污染物的过程。清洗过程的选择不仅取决于焊剂的种类，杂质种类及组装的类型，还取决于具体使用的要求，如航天、航空和各种军事装备的高精密电子仪器，均要求极高的可靠性，为了符合特殊的使用要求，往往需要2-3个清洗工艺步骤。

  在部分单位的装配车间几十提业采用手工焊接后应用航空汽油、无水乙醇对PCA进行手工清洗。这种既原始又古老的清洗方法，给电子产品的可靠性增添了许多潜在的危害。找出能适用于科研生产特点的PCA清洗工艺方法，探讨清洗不彻底，吸附在PCA上的焊剂残留物和各种污物对元器件产生腐蚀是事关整机可靠性的重要问题。

*印制电路板和组件受到污染的来源：

1. 1）元、器件引线上的污染
2. 2）装联操作中产生的污染
3. 3）助焊剂的污染
4. 4）焊接过程中的污染
5. 5）工作环境的污染

*污染物的危害分析：

1. 1）化学污染的危害
2. 2）物理污染的危害
3. 3）机械污染的危害
4. 4）光学污染的危害
5. 5）对电路性能的危害

6. *清洗工艺方法：

    

   1、CFC溶剂清洗：

   常用的CFC-113（即氯氟烃溶液）曾广泛应用于PCB组装焊接的清洗工序，是清洗松香型焊剂及油脂残留的优良溶剂，其主要特点是：

7. 1. 清洗性能好，去污性强。
   2. 清洗、干燥、温度低、清洗速度快。
   3. 化学稳定性好，相容性好。

8. CFC-113是电子清洗领域优良的理想溶剂，但它具有破坏大气臭氧层的致命弱点。1987年9月16日，在加拿大蒙特尔通过了具有重大意义的《关于消耗臭氧层物折蒙特利尔议定书》，CFC-113被 列为第一类禁用物质，而我国ODS的使用时占世界的49.4％，我国政府1991年加入《蒙特利尔议定书》伦敦修定案，并承诺电子行业定于2005年停止使用ODS清洗剂（包括CFC-113）.

    

   2、无水乙醇及航空汽油清洗：

       这部份企业在手工清洗中的特色，无水乙醇及航空汽油清洗速度快，挥发快，但属于易燃易爆物质，安全性差，不能作为自动清洗用。同时，无水乙醇清洗后PCA板面发白，早已淘汰，我所应用的航空汽油对PCA进行清洗，只有少数单位在应用。

    

   3、 PCB-WASH III溶剂清洗：

       PCB-WASH III是美国Aqueous公司近年来开发出来的非ODS（臭氧层耗损物质）高效清洗剂。用于PCA清洗，以清除松香及其它树脂类焊剂残留物。其稳定性好，毒性低，清洗效率高，对金属塑料及橡胶制品无腐蚀作用，其主要性能如下：

      

   参      数	100%浓缩液	10%稀释液
   透明度	透明	混浊
   颜色	琥珀色	浅黄色
   气味	温和氨味	微氨味
   闪点0C(COC)	沸腾前无闪点	无闪点
   沸点0C	114	>100
   挥发性有机物（VOC）g/L ，EPA方法24	648.9	65
   挥发成分汽压  mmHg，  200C	0.24	0.24
   PH	10.2~11.8	9.9-10.9
   比重	1.04 typical	1.0-1.01
   重量/加仑	8.7	8.3-8.4
   折射率 BRIX	49~59	7
   导电率	1-10	1-6
   PH 8.3    MΩ	3.5-4.5
   PH 4.0    MΩ	4.0-5.0
   始凝点 0C/F	>93/200	36/96
   碱度比	1:1.1	1:1.1
   表面张力  dynes/cm	22-36	22-36
   测试仪滴定系数：2ml样本，0.5N盐酸滴定标准液，滴数×0.26=%浓度
   折光率系数：读数×1.5=%浓度(污物会影响折光率测量：固体量增加，系数减小)

    

       PCB-WASH III是替代CFC-113，清洗桦香型助焊剂的理想清洗剂，近年来，我们应用PCB-WASH III在SMT750清洗机中对大量民品的PCA进行清洗，效果良好，清洗率达98-99％。

       PCB-WASH III是一种溶剂清洗剂，它与波峰沓及再流焊中使用的免清洗焊剂（如NDF-1）不相容，在清洗过程中产生白色粉沫，沾污在PCA表面，不易被清除掉，只有用PCB-WASH III+清洗溶剂才能被清除。

    

   *乳化清洗技术：

   1  概述：

       乳化清洗技术是九十年代应用于PCA清洗的一种新的清洗技术，它把半水清洗和水剂清洗结合起来，目前，国内由联合国环保署援建的非ODS清洗示范项目的某东调谐器厂、成都某电子股份有限公司、南京***厂、上海某通信厂均采用乳化清洗技术。

    

   2 主要材料及设备：

9. 

                          图六   乳化清洗工艺流程图

 

b. 清洗设备：

美国Aqueous公司的SMT2500全自动半水清洗机。

中国某无线电专用设备厂的SMT3500半水清洗机

这些设备的特点是：

1. 1）功能齐全。具有乳化清洗系统、纯水漂洗系统、热风干燥系统、纯水处理系统和污水处理系统，基本上可达到“零排放”。
2. 2）结构紧凑。清洗、漂洗、热风、干燥都在一个工位内完成，有上下二层清洗工件筐，一次可装PCBA1-2m²，最大PCBA为480×480mm²
3. 3）自动化程度高，全部按设定程度自动进行。
4. 4）溶剂消耗少，清洗成本低，可连续反复使用。
5. 5）清洁度高，满足美军标MIL-P-28809的要求。