電(dian)路闆組(zu)裝中的(de)清洗問(wen)題解析(xi)
清洗(xi)的理由(you)
自實施(shi)蒙利特(te)爾議定(ding)書後，免(mian)洗助焊(han)劑被大(da)多數電(dian)子制造(zao)廠使用(yong)，電路闆(pan)組裝的(de)清洗幾(ji)乎隻在(zai)軍工、航(hang)天、醫療(liao)等高可(ke)靠性電(dian)路闆上(shang)實施。但(dan)是随着(zhe)電子産(chan)品的小(xiao)型化和(he)功能的(de)多樣化(hua)，I/O數量不(bu)斷提高(gao)，元器件(jian)間距變(bian)的越來(lai)越微小(xiao)，産品的(de)應用領(ling)域和使(shi)用的自(zi)然環境(jing)不斷引(yin)深拓展(zhan)，免清洗(xi)助焊劑(ji)的相對(dui)可靠性(xing)受到前(qian)所未有(you)的挑戰(zhan)。原因是(shi)：本來在(zai)許多産(chan)品的免(mian)清洗制(zhi)程中，難(nan)免有部(bu)分助焊(han)劑是沒(mei)有經過(guo)制程回(hui)流焊接(jie)時的回(hui)流高溫(wen)和波峰(feng)焊接的(de)錫波的(de)高溫，也(ye)就是，助(zhu)焊劑沒(mei)有經過(guo)使其能(neng)産生聚(ju)合反應(ying)的高溫(wen)而還表(biao)現爲合(he)成樹脂(zhi)的特性(xing)，在潮濕(shi)的環境(jing)呈現酸(suan)性的本(ben)質，而對(dui)元器件(jian)和PCB的焊(han)點産生(sheng)腐蝕作(zuo)用，這就(jiu)是我們(men)爲什麽(me)總會看(kan)到一些(xie)免清洗(xi)産品在(zai)放置一(yi)段時間(jian)後其連(lian)接器PIN針(zhen)或者PCB金(jin)手指或(huo)定位螺(luo)絲孔上(shang)常常看(kan)到銅綠(lü)的原因(yin)。這些免(mian)清洗助(zhu)焊劑往(wang)往是在(zai)波峰焊(han)接時毛(mao)細現象(xiang)或液體(ti)本身的(de)潤濕力(li)所作用(yong)，跑到焊(han)錫沒能(neng)觸及的(de)地方，還(hai)有就是(shi)烙鐵焊(han)錫時使(shi)用助焊(han)劑也難(nan)免擴散(san)到焊點(dian)以外的(de)區域。另(ling)外，免清(qing)洗助焊(han)劑的殘(can)留物在(zai)潮濕的(de)情況下(xia)，表面離(li)子殘留(liu)物會形(xing)成樹枝(zhi)狀結晶(jing)體，而樹(shu)枝狀結(jie)晶體往(wang)往會引(yin)起電氣(qi)遷移造(zao)成短路(lu)，再者在(zai)免清洗(xi)助焊劑(ji)中常常(chang)包裹着(zhe)從錫膏(gao)中遊離(li)出來的(de)錫球，這(zhe)些錫球(qiu)一般不(bu)經過清(qing)洗是很(hen)難清除(chu)的，這對(dui)于越來(lai)越小的(de)電氣間(jian)距是個(ge)麻煩……，上(shang)述諸多(duo)因素迫(po)使清洗(xi)的回歸(gui)是一種(zhong)必然的(de)結果。
将PCBA的(de)助焊劑(ji)殘留焊(han)膏、錫球(qiu)、雜質、灰(hui)塵、油漬(zi)等有害(hai)污染清(qing)除；爲消(xiao)除腐、蝕(shi)靜電損(sun)害；提高(gao)産品的(de)使用壽(shou)命；更好(hao)地滿足(zu)客戶不(bu)斷提出(chu)的高質(zhi)量和高(gao)可靠性(xing)的要求(qiu)……。
傳統清(qing)洗不再(zai)适應
先(xian)來了解(jie)一下傳(chuan)統的清(qing)洗方法(fa)在清洗(xi)時的局(ju)限性吧(ba)，或許有(you)人會問(wen)，既然免(mian)清洗助(zhu)焊劑不(bu)可靠了(le)，那是否(fou)還是回(hui)歸早先(xian)的水溶(rong)性助焊(han)劑或是(shi)溶劑型(xing)助焊劑(ji)的使用(yong)？回答是(shi)否定的(de)，先不說(shuo)清洗成(cheng)本的問(wen)題，更要(yao)考慮的(de)是可靠(kao)性和環(huan)境保護(hu)的問題(ti)。還是先(xian)來說說(shuo)環境的(de)問題吧(ba)，傳統的(de)水溶性(xing)助焊劑(ji)的清洗(xi)後的的(de)大量廢(fei)水排放(fang)是個令(ling)人頭痛(tong)的問題(ti)，必須經(jing)過廢水(shui)處理才(cai)能排放(fang)，中國的(de)環境政(zheng)策想必(bi)大家都(dou)已經感(gan)覺到了(le)，而傳統(tong)的溶劑(ji)清洗其(qi)對環境(jing)的影響(xiang)更是有(you)過之而(er)無不及(ji)，早已經(jing)被環境(jing)法規否(fou)定……。再說(shuo)清洗效(xiao)果的問(wen)題：随着(zhe)元器件(jian)的尺寸(cun)微型化(hua)，微型BGA，CSP,QFN等(deng)元器件(jian)的普遍(bian)使用，微(wei)小的元(yuan)件間距(ju)和元器(qi)件與PCB的(de)間隙不(bu)斷下降(jiang)爲清洗(xi)的效果(guo)帶來困(kun)難和麻(ma)煩，已經(jing)不是傳(chuan)統的清(qing)洗所能(neng)達到的(de)，而傳統(tong)清洗型(xing)助焊劑(ji)的殘留(liu)存在是(shi)任何産(chan)品都不(bu)能接受(shou)的，因此(ci)一種高(gao)效安全(quan)的解決(jue)方案變(bian)得尤爲(wei)重要和(he)迫切。
清(qing)洗的挑(tiao)戰
新型的(de)清洗劑(ji)
科技的(de)發展給(gei)我們帶(dai)來了更(geng)好的解(jie)決辦法(fa)，一
類新(xin)型的水(shui)基型清(qing)洗劑采(cai)用剝離(li)的原理(li)，使用微(wei)相技術(shu)把污染(ran)物從清(qing)洗件表(biao)面剔除(chu)下來，再(zai)将污染(ran)物轉移(yi)至周圍(wei)的水相(xiang)中。這種(zhong)清洗劑(ji)的機理(li)是：經過(guo)加熱或(huo)擾動（如(ru)噴淋等(deng)）形成微(wei)相，微相(xiang)剝離污(wu)染物，被(bei)剝離的(de)污染物(wu)又可輕(qing)易地被(bei)過濾出(chu)來，這就(jiu)使得清(qing)洗液有(you)很長的(de)壽命周(zhou)期，而且(qie)這類清(qing)洗劑無(wu)表面活(huo)性劑和(he)無固态(tai)物的配(pei)方，使得(de)清洗件(jian)幹燥後(hou)不會有(you)殘留物(wu)。與傳統(tong)的清潔(jie)劑（表面(mian)活性劑(ji)清洗劑(ji)）相比有(you)：使用壽(shou)命長——不(bu)會因靠(kao)表面活(huo)性劑和(he)污染物(wu)的永久(jiu)結合導(dao)緻溶液(ye)中的有(you)效成分(fen)逐漸減(jian)少而壽(shou)命縮短(duan)，隻要經(jing)過簡單(dan)的沉澱(dian)和過濾(lü)便可重(zhong)新利用(yong)；清洗後(hou)安全可(ke)靠——不會(hui)因表面(mian)活性劑(ji)在清洗(xi)件表面(mian)的殘留(liu)而引起(qi)可靠性(xing)的擔憂(you)，成本低(di)——清洗劑(ji)耐用且(qie)不需要(yao)廢液處(chu)理的費(fei)用……
a) 清洗劑(ji)的性質(zhi)要求：1.能(neng)與助焊(han)劑殘留(liu)物種類(lei)相匹配(pei)，做到有(you)效地清(qing)潔幹淨(jing)清洗件(jian)表面的(de)助焊劑(ji)殘留物(wu)，而不會(hui)留下污(wu)染，滿足(zu)電路闆(pan)的清洗(xi)要求。2.與(yu)清洗基(ji)闆和元(yuan)器件材(cai)料兼容(rong)能力強(qiang)，做到達(da)到清潔(jie)幹淨的(de)同時又(you)不會和(he)基闆或(huo)組件的(de)材料發(fa)生反應(ying)，留下不(bu)良或疵(ci)點。3.能有(you)效滲透(tou)，表面張(zhang)力低，小(xiao)的表面(mian)能夠使(shi)得清洗(xi)劑能夠(gou)滲透到(dao)任何有(you)助焊劑(ji)殘留的(de)地方，QFN等(deng)類型的(de)元器件(jian)的普遍(bian)使用，給(gei)清洗劑(ji)的可滲(shen)透性提(ti)出了更(geng)高的要(yao)求。4.滿足(zu)法規的(de)要求 （---VOC，---BOD/COD/ROHs ）5.穩(wen)定性好(hao)，抗氧化(hua)，溶解性(xing)好，不産(chan)生大量(liang)泡沫。6.清(qing)洗時清(qing)潔劑的(de)溶度合(he)理，其實(shi)，一個優(you)良的清(qing)洗劑還(hai)應具備(bei)清洗時(shi)的溶度(du)越低越(yue)好，在一(yi)個較低(di)的溶度(du)範圍内(nei)能達到(dao)一個理(li)想的效(xiao)果，這使(shi)清洗劑(ji)的工藝(yi)窗口更(geng)寬廣。7.還(hai)有就是(shi)在清洗(xi)時溫度(du)“适中”，以(yi)滿足大(da)多數清(qing)洗設備(bei)的加熱(re)能力要(yao)求，合适(shi)的溫度(du)能增強(qiang)清洗劑(ji)的清洗(xi)能力。8.是(shi)清洗的(de)速度快(kuai)，能迅速(su)溶解或(huo)剝離助(zhu)焊劑殘(can)留物，達(da)到快速(su)清洗的(de)結果。
b) 清(qing)洗設備(bei)的要求(qiu)：1.能提供(gong)足以清(qing)洗到位(wei)的機械(xie)能，清洗(xi)到最爲(wei)困難敏(min)感的區(qu)域，随着(zhe)現代電(dian)子制造(zao)技術的(de)飛速發(fa)展，元件(jian)之間的(de)間隙不(bu)斷縮小(xiao)，元件和(he)基闆的(de)間隙不(bu)斷下降(jiang)，有的已(yi)經到了(le)2mil以下了(le)，還有就(jiu)是無鉛(qian)制程中(zhong)的高溫(wen)和高聚(ju)合度的(de)助焊劑(ji)殘留，沒(mei)有足夠(gou)的機械(xie)能量是(shi)無法清(qing)潔到或(huo)清潔幹(gan)淨這些(xie)頑垢的(de)。定向噴(pen)射時足(zu)夠的噴(pen)射壓力(li)是清洗(xi)的一個(ge)關鍵點(dian)。噴嘴的(de)設計和(he)噴嘴的(de)合理結(jie)構也成(cheng)爲設備(bei)設計時(shi)不可忽(hu)略的考(kao)慮。2.能夠(gou)提供足(zu)以清洗(xi)幹淨的(de)清洗時(shi)間，怎樣(yang)才能有(you)足夠的(de)時間去(qu)清洗某(mou)一種有(you)清潔度(du)要求的(de)産品，同(tong)時又不(bu)會有時(shi)間的浪(lang)費，除了(le)清洗實(shi)驗測定(ding)結果後(hou)，嚴格制(zhi)定清洗(xi)的工藝(yi)參數外(wai)，在制程(cheng)中的實(shi)時檢測(ce)爲産品(pin)的清潔(jie)度保證(zheng)和資源(yuan)又不至(zhi)浪費是(shi)一個明(ming)智的手(shou)段。3.清洗(xi)液的溫(wen)度控制(zhi)是清洗(xi)工藝的(de)一個關(guan)鍵點，在(zai)清洗時(shi)清洗劑(ji)的溫度(du)對清洗(xi)效果是(shi)直接的(de)，前面已(yi)經提到(dao)加熱是(shi)清洗劑(ji)形成微(wei)相的條(tiao)件，由此(ci)可知溫(wen)度對清(qing)洗效能(neng)的重要(yao)，因此控(kong)制在一(yi)個合适(shi)的溫度(du)範圍内(nei)的清洗(xi)是很有(you)必要的(de)。4.清洗液(ye)的濃度(du)控制也(ye)是影響(xiang)産品清(qing)洗效果(guo)的重中(zhong)之重，一(yi)個精确(que)控制的(de)濃度爲(wei)清洗工(gong)藝的穩(wen)定提供(gong)保證，也(ye)是穩定(ding)清洗成(cheng)本的關(guan)鍵所在(zai)。5.幹燥過(guo)程的自(zi)動化的(de)實現使(shi)得清洗(xi)工作變(bian)得簡便(bian)。6.滿足各(ge)類清洗(xi)劑的要(yao)求是設(she)備的适(shi)應性的(de)特點，耐(nai)腐蝕性(xing)成爲設(she)備使用(yong)壽命和(he)适應範(fan)圍的一(yi)個重要(yao)考慮。7.安(an)全是必(bi)須的。8.強(qiang)勁、操作(zuo)簡便成(cheng)爲設備(bei)生産者(zhe)爲大批(pi)量清潔(jie)工作而(er)不可缺(que)少的設(she)計。9.清洗(xi)劑的循(xun)環使用(yong)，使得産(chan)品的清(qing)洗成本(ben)變得可(ke)以接受(shou)，怎樣才(cai)能使清(qing)洗液充(chong)分回收(shou)，最大限(xian)度的控(kong)制成本(ben)，直接影(ying)響到設(she)備的性(xing)價比。
C) 助(zhu)焊劑的(de)選擇：或(huo)許有人(ren)說我們(men)要選的(de)是清潔(jie)掉助焊(han)劑的清(qing)潔劑，爲(wei)何反過(guo)來要我(wo)們重新(xin)去評估(gu)适合清(qing)洗的助(zhu)焊劑？這(zhe)不是問(wen)題複雜(za)化？其實(shi)，清洗工(gong)程本來(lai)就不簡(jian)單，有時(shi)少數的(de)助焊劑(ji)型号難(nan)以選配(pei)到有效(xiao)清潔的(de)清潔劑(ji)，在完全(quan)滿足焊(han)接的前(qian)提下，選(xuan)擇助焊(han)劑以匹(pi)配清洗(xi)劑有時(shi)不失爲(wei)一個最(zui)爲簡單(dan)和明智(zhi)的做法(fa)。有時候(hou)針對特(te)定的産(chan)品，可選(xuan)擇的清(qing)潔劑不(bu)多，因要(yao)達到理(li)想的清(qing)洗效果(guo)而進行(hang)助焊劑(ji)的選擇(ze)的情況(kuang)也就難(nan)免會出(chu)現，等等(deng)。在選擇(ze)助焊劑(ji)時我們(men)要考慮(lü)的主要(yao)方面：焊(han)接是否(fou)理想，清(qing)潔是否(fou)徹底，清(qing)洗效率(lü)是否夠(gou)高，綜合(he)成本是(shi)否最低(di)?
d)基闆材(cai)料與清(qing)洗劑的(de)兼容性(xing)，因爲清(qing)潔劑的(de)選擇不(bu)隻是考(kao)慮是否(fou)能夠較(jiao)好地清(qing)潔助焊(han)劑，同時(shi)還要考(kao)慮與基(ji)材的兼(jian)容性問(wen)題，一個(ge)強勁的(de)清潔劑(ji)是否對(dui)清潔件(jian)上的金(jin)屬、塑料(liao)、黑色鍍(du)膜、标記(ji)、塗料、标(biao)簽、膠黏(nian)劑等是(shi)否有腐(fu)蝕，産生(sheng)産品疵(ci)點？這是(shi)一個工(gong)藝工程(cheng)師要認(ren)真評估(gu)和慎重(zhong)考慮的(de)。
