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清洗工艺

        一般在印刷电路板上安装元件后用各种溶剂清洗焊剂,但是选择使用环保清洗材料或者无清洗的要求越来越强。
        在使用溶剂、水进行清洗或者导入无清洗时,需要探讨以下项目:

(1) 是否需要清洗
     在安装元件后判断是否要清洗焊剂时,请探讨以下项目:

  • 所使用焊剂的耐腐蚀性、绝缘阻抗和迁移性等
  • 产品所需的信赖性标准
  • 产品的使用环境
  •  要求的外观品位
  • 外观目视的检测能力
  • 是否进行电路内测试


(2) 焊剂清洗
        如果在上述是否需要清洗的探讨项目中判断为需要清洗,就必须探讨下面四项来确定清洗工艺:焊剂、清洗液、清洗方法和清洗设备。
        这四个项目的内容归纳于下表。

        以下说明上述四个项目和清洗的判断方法。

1. 焊剂的选择
       焊接使用的焊剂分为两大类:松香焊剂和水溶性焊剂。
       松香焊剂目前使用最广,因为此焊剂的残渣在通常条件下没有吸湿性和腐蚀性,所以即使不清洗也能使用。氯等作为焊剂中主要的活化剂,在焊接后残留大量的卤素,如果不充分清洗就会出现问题,所以需要进行充分的探讨。
       水熔性焊剂是较新的产品,因为其具有下列特点,所以在美国等国家都被广泛使用:

  • 能得到优于松香焊剂的清洗外观。
  • 焊接性良好。
  • 所使用的清洗液(水)对人体无害,而且价格便宜。

        但是,水溶性焊剂也有缺点,因为残渣的腐蚀性强,需要彻底清洗,所以必须充分检查清洗度。而且,各制造商已开发出多种免洗焊剂,并已经批量生产和销售。
        建议向焊剂制造商咨询后,充分评价探讨。

  • 超低残渣焊剂
  • 低残渣焊剂
  • 无活性焊剂
  • 氯含量低于 0.2wt %的焊剂


2. 清洗液的选择
         需要根据焊剂残渣选定清洗液。对于各种焊剂,一般使用以下清洗液:
       (下面列出的清洗液名称仅为部分实例,使用前需要先进行全面的评价。)

    使用松香焊剂时

  • 萜烯溶剂…从橘子皮中抽出的成分制成的清洗液(需要水洗):BIOACT EC-7/EC-7R 等
  • 石油溶剂,或者石油溶剂与表面活性剂的混合液:P3 冷洗液等
  • 烃类溶剂,添加表面活性剂并能用水漂洗的半水基溶剂:Pine Alpha ST-100S、Clean-Through 700 系列等
  • 酒精溶剂:异丙醇(IPA)、乙醇和甲醇等
  • 碱性溶剂…有机碱和表面活性剂的混合液


     使用水溶性焊剂时

  • 温水
  •  温水和碱性中和液

    (1) 松香焊剂清洗液
         选择松香焊剂的清洗液时,需要探讨以下项目:

  • 离子残渣的溶解性
  • 非离子残渣的溶解性
  • 沸点
  • 对树脂(用于元件和印刷电路板的树脂)的适用性
  • 稳定性和安全性
  • 废水处理(萜烯溶剂、碱性松香清洗剂等)

    (2) 水溶性焊剂清洗液
           建议使用软水或者去离子水清洗水溶性焊剂。
          因为硬水等硬度高的水含有丰富的钙、镁和铁离子,这些成分在水中形成不溶性盐,并且形成一定的比例后附在清洗槽内的加热体上或者堵塞喷嘴,所以需要加以注意。
       在水洗时,有时采用中和剂作为添加剂,这是因为在中和剂中含有表面活性剂。对于表面活性剂的影响,请向厂家询问。


3 .清洗方法和清洗设备的选择
  (1) 使用有机溶剂清洗液清洗
       主要的清洗方法有以下三种:

  • 蒸汽清洗
  • 浸洗(包括超声波清洗)
  • 喷雾清洗

     一般结合蒸汽清洗来进行清洗。
    

  清洗时的注意事项如下所示。

a. 超声波清洗时对产品的损坏
     在浸洗中并用超声波时,需要预先检查是否会损坏贴装元件。(因为陶瓷封装等的气密封型(中空构造)的元件有可能断线,所以请避免外加超声波。)另外,必须注意:印刷电路板和贴装元件不要直接和超声波振荡器接触。


b. 漂洗时的水质和排水处理
   在用萜烯、半水基清洗剂进行清洗时,需要用水进行后清洗(漂洗),所以要对水洗时的水质和排水的水质进行详细的探讨。


c. 使用易燃溶剂时的安全对策
    使用酒精、萜烯溶剂、半水基溶剂和石油溶剂等易燃溶剂时,需要充分探讨清洗设备的防爆安全对策。


(2) 水洗

在水洗时,一般先喷雾清洗,然后除去水分并干燥。
在水洗(包含喷雾清洗)时,对于喷雾压力和喷嘴角度等清洗条件、干燥方法以及干燥条件,需要进行充分的探讨。
对于排水,还需要遵守国家和地方的相关法规进行处理。


4 .判断方法

(1) 清洗效果的判断方法
     清洗度的判断方法如下所示。

清洗度判断方法

  • 目视判断法
  • 接触角和浸润指数
  •  污染抽出浓缩测量法
  •  光学法
  •  分子光谱分析法

(2) 无清洗的判断方法

    在实施无清洗时,重要的是需要探讨所使用的焊剂并评价以下项目:

  •  腐蚀性试验(铜镜试验等)
  •  反应性试验(铬酸银试纸试验等)
  •  绝缘阻抗试验(高温高湿测试试验等)
  • 水溶液阻抗测量
  • 产品试验(实际产品的信赖性试验)
                       (各元件的信赖性试验)

上述项目的判断基准因应用要求的信赖性标准和规格而不同,必须在进行充分的探讨后设定有关判断基准。

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