IPC CH-65B CHINESE.pdf - 第190页
单个和 多 个 自 主 腔膛式 的 批 量清洗 形 式 的主要 缺 点是 周 期 时 间 和 负 荷 灵敏 度 。周 期 时 间 ， 是基于干 燥 的 等级 需 求，可 以从 15 分 钟 至 45 分 钟 。实 际 上 很难 使 用 风 刀 形 式 去去 除 水分或者水分 子，在一个 循 环 周 期 中， 干燥过 程一 般 会 是 时 间最 长的部 分 。部件 如 何相对 于 另 一个 安 装在 架 子上，有 多 少 部 件能 够 放…
• 污水排放低或者为零。
• 编程灵活。
然而，离心批量清洗与传统的批量清洗，有一些工艺特性不同，包括：
•典型的离心清洗工艺循环时间低于15分钟。
• 产品通常不需要额外的设备或者与干燥相关的工艺步骤。
• 可以用空气喷雾与浸泡洗涤相结合以消除阴影。
• 灵活的清洗机兼容性，去离子水、水基化学试剂或者溶剂/萜烯。
• 产品尺寸受限
于离心工艺箱体的尺寸。
• 需要工程制具来固定设备，可能需要多重设计，这依赖于产品的补足。
传统的离心式的清洗设备运用单轴驱动单元， 这样的设计是为了支持定制或者通用的产品的制具或
者印制电路板组件（PCBA）。单轴驱动单元是基于自身中心轴进行旋转， 既能够产生偏向力和离心
加速度也可以凝聚和稳固清洗、冲洗和干燥的力度。对于每一个流
程周期、旋转的时间、温度和速
度是非常灵活可变的，并且可以通过应用程序和/或者清洁度的等级需求来定义。
典型的循环周期包含浸泡洗涤和喷淋冲洗，紧接着是旋转加热干燥的过程。清洗剂（如不饱和碳氢
化合物和水基化学溶剂）在必要的情况下可以应用于浸泡洗涤循环周期中，为了能去除非极性残留
物。关于冲洗循环
周期，通常会利用工业用去离子或者纯净水，更有效地去除有极性的残留物。产
品在围绕自身中心旋转的同时，极细的雾化的工业纯水会被喷入到加工的机器膛内，并且在基层之
上， 冲刷和去除一些残留的洗涤溶解液或者离子残留物。有些系统可以合并成机载的闭环式的可循
环系统，这样的系统可以降低涉及“带离”过程的溶剂消耗和冲洗的残留物
。当使用溶剂与纯水分
离的方式清洗时，系统会自动从冲洗水中分离洗涤溶剂出来，并且回流至洗涤溶剂回收处，使其可
以重复利用。使用过的冲洗水溶液之后会通过过滤净化系统，重新存储成与原来净化等级度相同的
冲洗水溶液。加热旋转式的干燥加工过程是完全集成在与洗涤和冲洗步骤相同的机器膛内。底层会
基于自
身的中心以特殊的高速率和周期率进行旋转，与此同时加热与过滤后的气体被注入到机器膛
内，完全地干燥和去除在冲洗过后一些残留在表面或者在元器件下面的液体溶剂。
12.7.16 批喷淋清洗 批喷淋清洗设备可以包括单腔体、多腔体和按加工处理流程步进式的清洗设
备。单腔体的清洗设备可以将一批组装部件在同一个腔体内分步进行
清洗与干燥，同样的，使用多
腔体的清洗设备可以将多批组装部件在独立的多个腔体内同时进行清洗和干燥的加工处理。使用步
进式的清洗设备，是将各个专属的加工过程独立到每一个腔体内，如洗涤、冲洗和干燥。
12.7.17 单⼀和多个⾃主腔 单一或者多个自主腔膛式批量清洗系统使用旋转式喷射悬臂将溶剂喷
射到已固定好边缘的板子上。清洗
循环可能包括预洗涤、洗涤和多次冲洗阶段。清洗剂可以被加入
到各个周期阶段。最终的冲洗阶段通常使用去离子或者工业纯水。关于洗涤和冲洗阶段使用的数
量、型号和持续时间一般都是比较灵活可变的。
虽然大部分这样的系统的功能类似于家用的洗碗机，通常来说家用的洗碗机并不是很适合这样周期
时间被固定的制程，而且
建造机器的原材料也不适合很多溶剂或者助焊剂，清洗剂（包括去离子
水）和温度控制。此外，洗碗机喷射力普遍不足以确保把元器件的底部冲洗干净。
关于批清洗系统的主要优点是它们较小的尺寸、能源的利用率、低成本、较低的化学品的使用量和
程序的多功能性。典型的单腔膛批量清洗系统要求至少3m
2
[10feet
2
]的场地和操作区域。容器柜的尺
寸比较小，容易允许低或者零排放的结构，而且能源的使用也只有在部件被清洗时才会产生，因此
使用量非常小。
基于事实要求，各个洗涤制程的阶段是可单独程序化的，洗涤和冲洗时间、冲洗的次数和需要清洁
的等级可以被独立程序化的，并且可以设定很宽的范围。
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单个和多个自主腔膛式的批量清洗形式的主要缺点是周期时间和负荷灵敏度。周期时间，是基于干
燥的等级需求，可以从15分钟至45分钟。实际上很难使用风刀形式去去除水分或者水分子，在一个
循环周期中，干燥过程一般会是时间最长的部分。部件如何相对于另一个安装在架子上，有多少部
件能够放入洗涤腔膛内都会影响清洗的时间和效果。批清洗系统的手
动装载和卸载部件也会被认为
是一个缺点，尽管使用额外的装载架子可以最小化这个缺点。
12.7.17.1 标准的周期 单个腔膛批量清洗的周期能够包含预洗涤、洗涤、冲洗和干燥阶段。
预洗涤阶段通常被运用是为了除去一些水溶性工艺脏污或者助焊剂。清洗水被充入进清洗的腔膛，
接着再流经板子。在水溶性助焊性存在的情况下，相当大部分的助焊剂的去除在此阶段完
成。在松
香基助焊剂存在的情况下，虽然预洗涤阶段很高的水 温可能水解助焊剂并使助焊剂去除变得更困
难，但是预洗涤阶段有一个额外的益处就是把部件的温度提升并接近助焊剂去除工艺的要求。一些
清洗系统可以在预洗涤阶段有选择性地添加一些额外的表面活性剂或者化学试剂。在一个程序化的
再回流时间的最后，预洗涤溶剂从清洗腔膛中被排放出。
洗涤阶段
主要用于去除板子上的助焊剂和脏污。如果需要，可应用干净的水和程序设置好用量的清
洗剂再循环到板子上。大部分系统带有可存储溶剂并能够重新使用溶剂的存储柜，这样一来可以减
少废液。
仅单个的水洗过程，可能足以除去一个特定的电路板组装上的污染物。去离子水也可以用在一个开
环或者闭环过程，以推进清洗过程。然而，很多次由于组件上使用的助焊剂类型，为了有效去除污
染物，化学添加剂是必要的。
虽然考虑经济和环境单个水洗过程是首选，当使用化学溶剂能够使得
环境和经济都可兼备也可以考虑。
通常情况下，具体助焊剂的选择决定了要使用特定的清洗介质。例如，如果一个有机的酸/水溶性助焊
剂或者焊膏被选中，你可以选择完全去除助焊剂残留物的特定纯水。选择清洗介质时应该谨慎，因
为有几个外部因素可能会影响清洗介质的选择
，正如在本文中以前所讨论的。虽然去除助焊剂经常
是清洗机的一个主要目标，我们必须考虑其它过程中的污染物，包括电路板和组件制造残留物，以
及非助焊剂相关的残留物。额外的非极性残留可能需要使用化学添加剂。清洗剂特定的化学成分、
在清洗过程中该清洗剂的浓度、每个周期的化学溶剂的损失量以及在排水周期对化学溶剂的处理，
所有这些因素有助于这样低成本、高效益、环境友好的化学制程。
多次冲洗、
循环和排水周期或者封闭循环冲洗可能被采用。闭环系统不断循环的冲洗通过DI树脂和
碳床的一部分。在这两种冲洗排水和闭环系统，冲洗水电阻率等级是被监测的，可用于确定冲洗完
成的时间。在多个冲洗过程（非闭环）的情况下，一些系统允许在最初的几个 冲洗时引入少量的冲
洗溶剂。
12.7.17.2 ⼲燥 在单腔膛或者多个自主腔的批量系统
中，干燥步骤通常是最长的工艺步骤。干燥包
括在腔膛中蒸发到空气中和紧接着去除。干燥时间主要是控制腔膛温度和空气流通的功能。干燥期
间的加热是批量清洗设备的必需元素。批量清洗机可配备对流、辐射或者两种加热技术。鼓风机去
除腔内的潮湿和水分饱和的空气而且使其变成干燥、能吸附水分的空气。
12.7.18 步进式腔膛 其基本原理是有分隔的腔膛
，分别用于清洁/冲洗和烘干。装载筐沿机器水平
方向滑动，无论是手动或者自动，以至于没有升降部件。可以单独控制每个操作的持续时间，使批
量处理系统充分展现它的灵活性。这些措施包括低能量，少量的水溶剂的需求，运行成本低，在每
一步的调整周期时间的能力，最大限度地提高清洗各种电子组装产品的有效性。
只有印制电路板放置
正确导向，在装载筐中间隔，才可以得到最高的效率，并且影响很高的峰值功
率需求。解释，峰值功率是在清洗剂冲击和传输到低间隙组件底部时才会被需求。阴影效果可以从
需求的冲击中保护或者屏蔽电路板，并可能导致清洗变异。
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一个典型的周期由一些系统化的步骤组成。在一般情况下，四、五清洗篮可以在同一个时间处理：
第一次是在装载站，而第二个是在洗涤阶段。可选的第三个清洗篮，可以保持在原来位置，而第四
清洗篮是干燥，第五清洗篮是在装卸站。线性结构的高流量的机器使得筐的自动化运动更容易。
装载站需要防静电，可使用各种材料建造，在其之上放置一个空筐，准备接收已焊接组件。一旦装
载，清洗篮会滑向洗涤/冲洗机。当
本机的盖子是关闭时，清洗周期可以是手动或者自动启动。清洗
头上的喷射器提供密实的水流，以极高的速度喷射而出。在清洗期结束时，清洁水溶剂可以流入底
柜。冲洗的周期包含使用去离子水冲洗板子，并且使用专用的喷射头。
当这个循环完成后，打开机盖，清洗篮可以滑动到允许存放清洗篮的固定平台上，如果需要的话，
当干燥机被解放时进行
排放。从那里，它滑向烘干，它的盖子是关闭时机器自动启动。干燥机有两
个气刀，它们旋转缓慢和异步。在干燥周期的第一部分，是通过把空气吹入机器并且带走过多的水
分。在空气风刀后，基板会被热空气干燥。然后机器可以打开，清洗篮下滑到卸载平台上。这是类
似于装载的过程，并允许作业员清空
清洗篮重新使用。
12.7.19 在线空⽓喷淋 以空气喷淋提供机械搅拌是一种常见的方法，这种方式是将水基清洗剂喷
到待清洗的部件上。喷嘴的设计制造必须结合泵的水压特性。已经证明了只要满足传给流体的总动
能是一样的条件，高流量低压力与低流量高压力都可以获得相同的结果。根据工作的需要来优化喷
嘴设计及喷射角度。
为了改善清洁效
能，板最初在预洗涤段使用扇形喷嘴。预洗涤区调整线路板的温度至助焊剂开始软
化的温度。在洗涤区喷嘴喷射出的液体均匀覆盖。电路板的几何尺寸、密度、元器件类型将决定组
合喷嘴技术的使用，组合喷嘴技术能够提供多种等级的流体流量、电路板表面的压力以及方向力。
对于高密度组装电路板，元器件之间的阴影部分要求一个较长的洗涤时间使得清洗的流体
可穿透隐
蔽的间隙。
为满足日益增长的从较低的贴装件和功能器件底部清除所有助焊剂残留的需要，喷淋冲击研究已经
进行了多年。为了实现这个苛求的清洁挑战，喷雾冲击压力和向量角度常常被用做穿透低的间隙和
盲孔。另外，更长的清洗时间/部分和更慢的进程速度也同样被采用。同时提高喷雾冲击压力增加了
折断标签
、穿透某些涂层以及小型的陶瓷元器件的可能性。这些影响需要在电路板的清洁设计阶段
进行量化并讨论。
在线式清洗是一个高流量清洗过程。清洗设备可以是模块化或者非模块化设计。模块化设计允许有
较大的灵活性和可扩展性。所有的零部件进行相同的清洗过程。最后一块装载于设备中的电路板与
第一块装载于设备中的电路板将得到同样的清洗过程。直列式清洁系统的负载敏感度与批量系统不
同。
在线式制程主要包括4~5个主要步骤，并随着助焊剂类型不同而变化。所需要的最终的输送带速度决
定了洗涤、冲洗及干燥模块的时间及次数。一旦输送带速度确定了，必须执行合适的测试循环以建
立最适宜的操作参数（输送带速度、温度、压力、体积、干燥）。紧接着的最低基本配置将取决于每
种助焊剂或者焊膏的类型。
隔离：直列式系统中一些空气
或者水的隔离应该存在于进程阶段之间，因为清洗和水处理成本能够
起负作用。同时，假如太多的洗涤水流入冲洗阶段，则会起泡沫以至于足够的冲洗将不适用。
当处理水溶性焊剂或者临时的阻焊膜时预清洗可以消除大部分的污染物，通常也是一个必要步骤。
清洗就是通过高冲击喷雾逐出并溶解在组件底部的助焊剂。组件底部与电路板表面之间的距离越接
近，
则需要更强大的能量去除Z垂直轴下的污染物。流速可能决定于电路板的复杂度以及助焊剂与清
洗液的兼容性。根据线速以及清洁度要求决定这些阶段某一个或者多个发生。在去除松香、树脂或
者合成聚合物时，通常添加化学试剂去溶解和去除助焊剂，化学试剂的自动注射将有助于过程的重
复性。
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