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印制板及组件清洗指南 1 概述 1.1 范围本指南只适用于组装制程中印制线路组件的清洗。印制线路板清洗的信息将包含在另一个单独的配套文件中。 1.2 ⽬的本文件的目的是以一种容易校订 / 更新的方式，收集和更新了所有有关印制线路组件（ PW A ）清洗的信息。 1.3 背景在生产中，有关印制电路板（ PCB ）、印制线路板（ PWB ）和印制线路组件（ PW …

图7-6

氯原子和离子 ................................................. 68

图7-7

单一玻璃纤维中的空洞 ................................. 69

图8-1

夹裹在元器件下面的助焊剂残留物 ............. 89

图8-2

非晶态结构示例 ............................................. 89

图8-3

相转变和T

..................................................... 90

图8-4 清洗后的留在焊接接合部位的白色残

留物的SEM图像 ............................................. 93

图8-5

折射率 ............................................................. 96

图8-6

有机相和水相 ................................................. 97

图8-7

在线PCB清洗过程的典型阶段 ..................... 98

图8-8

泡沫开始溢出到两个不同的洗涤阶段 ......... 98

图8-9

调整空气刀远离冲洗段 ................................. 99

图8-10

排气调整前的冲洗阶段泡沫 ....................... 100

图8-11

排气调整后的冲洗阶段

泡沫......................... 100

图8-12

外部排气风门 ............................................... 100

图8-13

内部排气风门................................................. 100

图8-14

洗涤阶段中的泡沫 ....................................... 101

图8-15 在顺序冲洗间，洗涤/冲洗室内的泡

沫阻碍排水..................................................... 101

图8-16

电子产品组装过程 ....................................... 102

图8-17

敷形涂覆前/后工序考虑要点 ..................... 103

图8-18

敷形涂覆原因和影响因素 ........................... 103

图11-1

广义的半水基净化工艺全过程 ................... 151

图11

-2

半水基清洗设备原理图 ............................... 153

图11-3

离心批量清洗剂配置 ................................... 154

图11-4

两阶段冲洗过程 ........................................... 155

图11-5

连续冲洗过程 ............................................... 157

图11-6

比重与助焊剂含量的曲线 ........................... 159

图12-1

焊接组装后的清洗工艺 ............................... 167

图12-2

影响组装线路板清洗过程效果的因数 ....... 180

表

表4-1 裸印制板离子污染最大限值（μg/cm

） ...... 24

表4-2 电子组件清洗剂的设计方案 .......................... 27

表4-3 静态与动态设计方案

（由一些研究学习中得出的资料结果） ...... 29

表6-1 材料鉴定规范与方法 ...................................... 44

表6-2 性能规范 .......................................................... 44

表6-3 引用文件 .......................................................... 53

表6-4 污染级别，依据IPC-TM-650

测试方法2.3.28 ................................................ 57

表6-5 最低SIR值 ........................................................ 57

表6-6 质量保证计划的要素 ...................................... 58

表6-7 文件层次结构 .................................................. 58

表7

-1 助焊剂分级方法 .............................................. 65

表7-2 能量级别和最大电子数 .................................. 67

表8-1 IPC-A-610表1-3 ............................................. 87

表8-2 清洗剂指南 ...................................................... 91

表8-3 与焊接清洗过程相关联的动态能量 .............. 95

表9-1 洗涤媒介、典型的清洗能力 ....................... 110

表9-2 废水中的重金属 ............................................ 111

表9-3 反应等级 ........................................................ 115

表10-1 相对清洗效力 ................................................ 124

表10-2 电子组装污染物（残留物） ........................ 130

表

10-3 溶剂分类和特征 ............................................ 130

表11-1 一系列以半水基产品为基础的清洗性能 .... 150

表11-2 非水基（I型）半水基清洗剂的清洗工

艺参数 ............................................................ 152

表11-3 水溶性（II 和 III型）半水基清洗剂的

清洗工艺参数 ................................................ 152

表11-4 闪点的注意事项（根据美国条例） ............ 153

表12-1 清洗剂 ............................................................ 168

表12-2 模板清洗剂设计 ............................................ 172

IPC-CH-65B-C 2011年7月

xii

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印制板及组件清洗指南

1 概述

1.1 范围本指南只适用于组装制程中印制线路组件的清洗。印制线路板清洗的信息将包含在另一

个单独的配套文件中。

1.2 ⽬的本文件的目的是以一种容易校订/ 更新的方式，收集和更新了所有有关印制线路组

件（PWA）清洗的信息。

1.3 背景在生产中，有关印制电路板（PCB）、印制线路板（PWB）和印制线路组件（PWA）的

清洗信息能在许多IPC文件和手册里找到，特别是：

• CH-65 印制板及组件清洗指南

• SM-839 施加阻焊膜前、后的清洗指南

• SC-60 焊接后溶剂清洗手册

• SA-61 焊接后半水基清洗手册

• AC-62 焊接后水基清洗手册

尽管是从多个不同成员使用的记录收集来的，但不可能确保掌握所有的信息。

1.4 ⽬前出现的清洗相关挑战由于20世纪90年代早期低残留物（即免洗）的助焊剂/焊膏的出现，

许多人认为不再需要清洗。这个结论忽视了继续朝着更细间距、更高可靠性要求、更高密度封装、

底部填充剂附着以及成本降低的趋势发展。由于组装后清洗通常可去除所有上游脏污，行业必须转

向清洗印制线路板和清洗元器件制程、清洗封装和

超净工作场所。如此将使组装后清洗变得更加繁

重及复杂。

最近，焊接工艺转变为无铅镀层/表面处理及焊料合金，通常采用更高的焊接工艺温度。生产助焊

剂/焊膏时需要考虑更复杂的配方组成来达到免清洗焊接，当焊接完成时，不会产生空洞、锡球或者

其它可靠性问题。

无卤层压板的出现，以及其它可能被限制的工业制程化学品，将产生新的工艺挑战。

有效清洗模板的能力变得

非常重要。更多模板印刷的要求已经出现在精细和超细部件，以及球栅阵

列。清洁的模板是传递适量焊膏的必需品。当前的细间距装置很可能出现部分或者完全阻塞模板网

孔的现象。据估计，大约70%的表面贴装焊接缺陷是由于焊膏印刷的问题。模板清洗工艺包含在一份

单独的标准里。

环境和工人安全问题在当前的清洗考虑中占了很大的一部分。组装界必须考虑的因子包括VOC

、

BOD、COD（挥发性有机物、生化需氧量和化学需氧量）、废水处理、重金属、密闭循环和酸碱值。

依据有关法规的要求（联邦和/或者地方），可以是这些因子中的一个或者多个来决定清洗工艺及相

关设备的选择。

1.5 本⽂件章节

1.5.1 第⼆章：适⽤⽂件本章节包含适用于焊接后清洗电子组件所参照的行业标准、联邦法规、

测试方法和工具。文中并非交叉引用所有这些文件。为了方便读者，会在以下列出。

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1.5.2 第三章：组装清洗的价值和运⽤本章节讨论了表面贴装技术发展与创新路径是对市场所要

求的高功能性、降低成本、减少周期时间、提升质量压力的相应过程。为增加功能，当今的电路组

件将多功能性的要求纳入较小面积的电路板设计。先进的封装设计需要更多的互连来支持功率需求

和带宽。无源（被动）和有源（主动）元器件的尺寸变小以及许多面阵列节距和托高高度也降低，

这都增加了枝晶生成及电化学迁移的风险。

同时，在板上也会扩充功能性驱动封装尺寸和较高计数

的输入/输出。考虑的关键指标是表面面积与Z轴高度比，这个比值的增加会使得进入和从大面积/小

的Z轴高度的空间去除残留更加困难。

技术基准的市场压力增加了可靠性的要求，作为电子组装业者须溯及上游的常规设计到临界以及前

沿技术。在过去的二十年里，传统的表面贴装技术成

功地采用了低残留免洗焊接工艺。今日对印制

电路板厂商的挑战则取决于密度、无铅化、微型化。高性能电子组件的设计将由多层和叠层封装密

度，增加输入/输出数量，缩小面阵列节距，和更小的元器件托高高度等要求驱使着。额外的要求包

括成本控制、制程限制、安全和环境法规（包括国家和国际约束以及地方性的规范和风气）制约的

工艺变化，并且需要根据不断增加的供应链来

控制程序的完成。

1.5.3 第四章：组件清洗性设计由于微型化以及复杂的前沿产品，设计可清洗的印制电路组件已

成为一个非常具有挑战的任务。电子产品可制造性设计（DFM）包括一套修改和提升印制电路和清

洗工艺设计的技术来配合清洗过程中的基板、污染物、以及现有的清洗方法。使电子产品微型化、

轻量化的期望驱使设计者转向设计细间距的高密度组件。本章节目的是提供用于清洗前沿印制电路

的设计准则及方法。

1.5.4 第五章：材料兼容性负责清洗制程的工程师必须意识到可能发生的材料兼容性问题。本章

节所包含的信息旨在为制程工程师提

供认识清洗电子部件时的材料兼容性风险。考虑的因素有电路

板的层压板、表面处理、元器件、金属合金、粘合剂的粘接强度、部件标识、塑料、组装时材料的组

合和配置以及夹裹污染物的影响。其它因素也必须考虑到，例如清洗材料的化学特性、清洗温度、

冲击能量和清洗制程的接触时间，包括返工周期。所有这些因素可能发生交互作用，对如今应用越

来越广泛的电路板、元器件引脚的表面处理和焊接材料特别具有挑战性。找出与材料兼容性风险相

关的每一种和每组可能因素的组合的数据难度非常大。

1.5.5 第六章：制程的开发及验证在任何制程中，不定期地改变用于制作印制组件的材料结构或

者生产工艺/参数是必要的。这也许来自以下许多可能的因素：

• 材料禁用，由于环境法规、市场因素或者材料配方的改变；

• 新材料，因改进性能或者价格而成为可用时；

• 制造设备故障，要求更换；

• 为省钱而购买廉价材料而可能导致劣质产品；

• 所有材料在投入生产制程之前必须得到验证。

因

此，制造商面临的任务是确定“新”的组装材料/制程所生产的产品是否和“旧”材料一样好或者

更好，或者是否是“合格”的组装材料/制程，并且需要提供数据支撑这样的评价。有许多要素应该

纳入这个结论中。本章节所列出的方法适用于评估比较制程A与制程B哪一个效果更好，而不是重新

开发一个全新的制程，尽管它同样能够适用。

1.5.6 第七章：印制线路板（PWB）上的污染及其影响随着电子设备性能要求的增加，需要设计

小的导线

间距，以及小型化、高性能设备需要的更加快速的电路。由于相邻导体间的间距减小，使

得污染及其影响变得更加问题化。本章节的目的是讨论印制线路组件上污染的风险及其影响。

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