IPC CH-65B CHINESE.pdf - 第136页
倾 向 于形 成 类共 沸混 合 物 的 特 性。 正 的 或者 负 的 共 沸混 合 物 都 将 和 额 外 的 溶剂 在 蒸 汽 空间 反 应 ， 比 例 时 高 时 低 。 如 果 混 合 比 例 没 有 过 多超 出 共 沸混 合 物 的 比 例 ， 那 么 混 合 溶剂 的 构 成在一个 安全操作 范围 内 会 比较稳 定 。在 使 用 类共 沸混 合 物 时 必须 要 注意确保它 的 构 成 变 化 保 持在一个不易 燃 烧…
溶剂清洗剂大致可以分为两大类：极性和非极性溶剂。在清洗剂中的溶剂介质常数提供了一种清洗
剂极性衡量标准。高极性溶剂有一个高的介电常数，而 非极性的溶剂有一个低的介电常数。非极性、
偶极矩、与氢结合的溶剂决定了什么样的化合物溶解到了清洗剂中，和用什么样的其它溶剂或者液
体化合物来溶解溶质。根据经验，极性溶剂溶解极性的化合物效果最好，
非极性的溶剂溶解非极性
的化合物效果最好（例如，“相似相溶”）。
溶剂清洗剂可以分为非极性的、质子或者非质子的。常见的非极性的溶剂像矿物油、环戊烷和甲苯
主要是用来溶解非极性的溶质。质子溶剂，比如异丙醇，氢与带负电的（阴离子）溶质结合。常见
的质子溶剂包含异丙醇、甲醇和水。常见的非质子溶剂有更大的偶极
矩，通常通过对偶极子负极的
引力来使带正电的阳离子成为溶剂。常见的非质子溶剂包含1-2反式二氯乙烯、丙酮和乙酸甲酯。
希尔德布兰德（1936）和兰森（1966）原理，在匹配溶质与更强清洗能力的溶剂方面，提供了有力
理论见解。与溶质的分子间有紧密相互作用的溶剂清洗剂主要是用来溶解污物的。了解了这些相互
作用，清洗
剂公司就能设计出符合污物溶解度特性的溶剂清洗剂。这就顾及到了绿色科技的发展，
用相对较少环保和健康问题的溶剂取代“好的”溶剂。
10.3.2 流程图 溶剂清洗剂通常用在局部清洗、批清洗和带有非气密密封元器件的组件上。溶剂提
供的一个好处就是它的表面张力小和浸湿低间隙和盲孔的能力。当清洗印制电路组件和元器件时，
采用能与被清洗的污物匹配的溶剂，是一种有效果的明智选择。
10.4 溶剂清洗剂技术
10.4.1 单
⼀溶剂系统 单一的溶剂是一种可以有效溶解溶质的物质。例如，异丙醇（IPA）能溶解
大范围的非极性化合物，并且异丙醇相对无毒并能很快挥发。因此它被当作溶剂和清洗液体而广泛
地应用在电子组件、模板和其它比如接片、磁带和磁头的电子元器件以及光驱驱动器里的晶体激光
器的清洗上。异丙醇常用来去除集成电路组件上的热胶。异丙醇是一种常用来去除和测试离
子型杂
质的萃取剂。
10.4.2 混合的溶剂系统 工程上的溶剂混合物适合大范围的清洗应用。对环境友好的溶剂分子已经
取代了消耗臭氧的、有毒的和有害的溶剂。溶剂混合物通过高的溶解力、低的表面张力、耐燃性和
分子的稳定性起作用。溶剂的这些特性为特定的污物和工艺需要的溶剂混合物的配制提供了平台。
混合溶剂常用来清洗电子组件和清洗元器件上的助焊剂。混合溶剂与溶质很匹配，
高气压有明显的
浸润特征来确保元器件窄间隙底下有水流从而溶解和去除焊剂残留。极低的粘性和表面张力彰显了
浸润和流动的特征，被要求用来清洗高密度组件。
10.4.2.1 共沸混合物 一个共沸混合物是指两种或者多种液体的混合，混合所按照的比例使得它的
成分不会因为简单的蒸馏而改变。这是因为当一个共沸混合物煮沸时，出来的蒸汽的成分构成比
例
与原先的混合物是一样的。共沸混合物有它特有的沸点。共沸混合物的沸点温度要么低于任何一种
它的构成物的沸点温度（一个正共沸混合物），要么高于任何一种它的构成物的沸点温度（一个负共
沸混合物）。
工程共沸溶剂的优点是很适合用来清洗电子元器件和组件。混合物不会通过蒸馏而改变，这就确保
了清洗溶剂
可以持续得到纯化和再使用。另外一个共沸混合物的优点是它的有效易燃溶剂可以与不
易燃的溶剂结合从而生成一个不易燃的共沸混合物。
10.4.2.2 类共沸混合物 混合性溶剂以一定的比例就形成了共沸混合物。当在配制工程混合溶剂的
时候，在这混合物中的一种特别的溶剂可能会呈现出令人满意的汉森性能和贝壳杉脂丁醇值。像这
样，混合溶剂就
需要采用高一点的比例以提供一个令人满意的清洗特性。这些偏离比例的混合物就
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倾向于形成类共沸混合物的特性。正的或者负的共沸混合物都将和额外的溶剂在蒸汽空间反应，比
例时高时低。如果混合比例没有过多超出共沸混合物的比例，那么混合溶剂的构成在一个安全操作
范围内会比较稳定。在使用类共沸混合物时必须要注意确保它的构成变化保持在一个不易燃烧的安
全的操作范围内
。建议要监测混合物的构成。
10.4.3 共溶混合物 在这个过程中，一个不易燃的低沸点溶剂与一个更高沸点有机溶剂像碳化氢或
者酯结合在一起形成了一个均匀的混合物，这混合物在多槽蒸汽去焊剂器的第一槽里。混合物的沸
点是由这两种溶剂的比例所决定的。更低沸点的溶剂被用在了剩余的槽里面去冲洗共溶混合物和从
PCB上溶解下来的污物。在蒸汽区，风干很
容易就完成了。在这个过程中，因为溶剂能提升第一个
槽内的温度，所以它能有效地去除顽固的污物。
10.4.3.1 双溶剂清洗 在这个过程中，各种高沸点的有机溶剂都可以用来去除污物。除了高沸点有
机溶剂还有就是低沸点不易燃的冲洗溶剂。把这两种清洗溶剂分开降低了高沸点溶剂在冲洗溶剂蒸
汽中的交错污染。
10.4.4 汉森⼯程混合溶剂 （⾮共沸混合物） 一种材料在另一种材料
里的溶解力是由比较这两种物
质的溶解度参数来决定的。它们的溶解度参数越接近，两者混合物在一起的溶解力就更强。每种纯
溶剂的溶解力是与它的结合能量成比例的，而这结合能量又与溶剂蒸发的热量成比例。能量结合密
度就是从它们相似的分子里完全溶解掉一个单位分子体积所需要的能量。溶剂或者溶剂制剂，
它们
对污物的溶解度参数是相似的。在这种情况下，溶剂就是最适合用来去除助焊剂残留物的。
希德布兰德（1936）提出，一种溶剂对固体物质的影响力可以通过看它的结合能量的平方根预测出
来。对要溶解的物质来说，在这种情况下溶剂残留，它的分子结合能量一定被与它相似的溶解力的
分子克服。作一个好的类比，就是把所有成千上万 的溶剂想
象成三维空间的 点，就像夜空中的星
星。宇宙中分布距离彼此很近的星星有相似的溶解度特性。现在想象一下，我们假设残留物质被去
除了，而构成的材料或者小部件是在同一空间被制造出来。如果残留物质或者小部件的物质都接近
一个溶剂点，我们就能预测出这种物质的溶解和劣化状况。在选择一种溶剂去清洗我们想要清洗的
残留物和避免所选的溶剂会劣化材料的构成时，这点将会
显得相当有用。
汉森（1966）提出希德布兰德溶解度参数能被分为三部分。希德布兰德方法和类似于当看夜空时，
只看到二颗星星看上去距离很近。它们有可能距离近，或者一个落后于另外一个好几光年。汉森博
士加了三个参数在这三维关系中找到了正确的位置。
汉森参数判断有三种重要的力影响溶解度。它们的平方和等于希德
布兰德溶解度参数的平方，具体
参见以下等式：
δ
t
2
=δ
d
2
+δ
p
2
+δ
h
2
其中：
δ
t
2
= 总希德布兰德溶解度参数
δ
d
2
= 色散力分量的溶解度
δ
p
2
= 极性力部分溶解度
δ
h
2
= 氢键部分溶解度
汉森空间的第一种成分是它的分散/结合力（δ
d
）。在非极性溶剂里这种力占主导地位。这种力也是对
分子与分子间相互作用力的一种量测。分子间的作用力是由电子分布瞬间的不同而产生的。蒸发的
能量可以用来估计分散力。汉森空间的第二个参数是对极性结合力（δ
p
）的一种预估。这种力是由
电子密度的持久性差异而产生的，而这差异又是由多电子原子和少的电子原子存在同一个分子里而
形成的。极性力可以通过分子的偶极矩预估出来。汉森空间的第三种力是氢键结合参数（δ
h
）。虽然
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通过氢键结合，但它是电子转换能力的一种量测方式。量测的结果可以通过混合的热量来估计，或
者可以通过除了前两个参数之外的每种参数的总和来计算。
老的希德布兰德和新的汉森溶解度参数都涉及实际的污物以及清洗污物的清洗溶剂，为清洗效力提
供了更明确的指南，因此成为如今清洗复杂污物的首选。根据ASTM 方法
D-1 133，更老一点的用来
预测溶解力的指南是贝壳杉脂丁醇值（KB），这是一个间接量测溶剂对贝壳杉脂溶解度的数值。
很关键的是要注意到这两个溶解度的测试都不能给离子型杂质的去除效力作量测。这个一定是由个
人基准来决定，特殊的焊接材料、元器件和组装操作过程中的焊接参数要考虑到。总之，含一种基
本溶剂和一种酒精
的多种成分配方，被强力推荐用来去除离子型杂质。可以联系个别清洗溶剂供应
商来取得具体的产品性能，因为供应商常常有相当的实验室数据可供参照。
10.4.5 概述 每种溶剂都有它的优缺点，而选择哪种清洗溶剂将主要取决于要被去除的杂质的类型
和正在谈论中的电子组件的材料构成。
第一种（电镀、蚀刻盐、食盐等），第二
种（非极性/非离子型残留物，比如金属氧化物（锡或者铅
的氧化物）），第三种（微粒残留物，比如机械加工的残留物、松香和玻璃纤维碎片、灰尘、线头等）
杂质都不能很好地被溶剂清洗剂溶解掉。然而，各种各样的清洗周期地结合（比如，高压和/或者低
压喷射、溢流、冲洗、超声波洗）通过它们固有的物理作用，能够很彻底地去除掉许多情况下难溶
解的残留物。
（在一些具体的情况下，含松香的亮漆被用来去除含铅的残留物，经过含氟溶剂/混合
酒精处理，去除残留然后来洗掉杂质和亮漆。这个流程也应该适用于更新的溶剂制剂。）
表10-1含有一个组件清洗流程必须要对付的典型/潜在的杂质的列表和相关的多种清洗溶剂去除它们
的能力。这张表格没有对在电子组装过程中可能出现的残留物作一个完整的编辑，但却可以成为给
特定
种类的杂质/残留物挑选合适的溶剂的一个指南。
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