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。