IPC CH-65B CHINESE.pdf - 第162页
• I 型半水基 清洗 剂 -有限的 水溶 解 度 。 • II 型半水基 清洗 剂 -易 溶于水 。 1 1.2.3.1 I 型半⽔基清洗剂 I 型半水基 清洗 剂 的设计可 以 不 溶于水或者 部 分溶于水 。 配 方 设计 师 们 选择 一个 多 样 化的有 机 化合 物 组合来 匹配 用 于助焊剂 组 分 中的不 溶于水 的 非极 性 原 料。清洗 剂 的 功 能与表面 活 性 剂 相 似 ，对松 香 和 树 脂结 构 有 较 …
当用半水基清洗技术来清洗电子组件时，目的是溶解掉组件或者元器件表面上的脏物。当洗涤步骤
完成，零部件通过一系列的冲洗之后除掉了溶剂和已溶解的脏物（临时的可溶性阻焊膜、非离子性
的和一些颗粒状脏物），和水基（离子）残留。之后干燥零部件至完全，通常污染水平要达到不可察
觉的程度。
半水基清洗剂的选择很广泛。每一种都采用有机水溶混合剂，但化学结构
各不相同。大多数是由低
蒸汽压溶剂和表面活性剂组合而成，也可能添加抑制剂。半水基清洗剂是用来除去极性（有机酸、
离子盐）和非极性污染物（树脂、聚合物、触变剂）。洗槽清洗寿命可以维持两个月到一年，这取决
于其承载高等级污染物时结构的稳定性和趋势。
半水基溶剂加热后可以提高清洗效率。最大限度的使用温度取决于溶剂的闪
点。一个好的经验法则
就是保持使用温度在闪点以下17° C[30° F]。但是，如果发生溶剂变成雾状，必须认识到溶剂和空气
混合后的爆炸下限和爆炸上限。
半水基清洗剂被设计与用于电子组件的多数元器件有着良好的兼容性。过程稳定并能提供一种良好
的清洗替换物。半水基清洗剂对助焊剂有很好的清洗能力，即使是它们含有高浓度的焊剂残留。一
些常见的问题有溶剂残留
、标记淡化、印章、垫片和橡胶的兼容性，以及由于蒸发和沾带引起的溶
剂消耗。仔细留意设备设计和清洗剂的选择，能最大限度地减少这些问题。
应该说明大多数半水基清洗剂是易燃、挥发性的有机化合物。清洗设备应该针对半水基清洗剂和相
应的清洗过程而进行设计。
11.2.2 半⽔基的科学性 用于电子组件的半水基清洗剂是设计用于溶解很多助焊剂残留中极性和非
极性的溶质。设计的清洗剂是溶剂和功能性添加
剂的混合物，功能性添加剂是用来调整特定的闪
点、温度范围、沸点、和溶解性能的。在较高的洗涤温度下，助焊剂残留的分解能量通常会有所提
高。理想的清洗剂显示的特性有，能够溶解广泛的松香和免清洗的助焊剂残留，与构造电子元器件
材料的兼容性，且洗涤之后容易去除（冲洗）等。
半水基清洗剂基于分子力及分子间作用力的设计，使清洗剂得以吸取污染物。与清洗剂相匹配的助
焊剂残留
显示出常见的分散性、偶极矩和氢键性质。一般来说，极性清洗剂溶解极性助焊剂污染物
最好，而非极性清洗剂溶解非极性的助焊剂污染物最好。例如，极性有机酸本质上是离子，用具有
大的偶极矩和介电常数的特制的半水基清洗剂清洗会更好。半水基清洗剂中的部分正负电荷，吸引
存在于助焊剂离子残留中的正负电荷。相反，热
稳定性高的助焊剂组分间建立了较强的化学共价
键，需要具有较小偶极矩和介电常数的半水基清洗剂针对性分解共价无极树脂和高分子结构。“相似
相溶”原理是引导配方设计师去理解半水基清洗剂分解助焊剂残留的作用力。
有些应用于半水基清洗剂中的溶剂型材料可溶于水，有些部分溶于水或者几乎不溶于水。水的特性
会影响溶剂在水中的溶解
性，是因为配方中溶剂的氢键缔合。氢键缔合结构的稳定性，由所有氢键
能量的总和来决定。当溶剂部分可溶或者不溶于水时，氢键缔合能量很低，在某些情况下，其分子
结构是巨大的。根据助焊剂残留物的特点，成反比溶于水的溶剂具有优良的特性。因为水是冲洗
剂，用于半水基清洗剂中的优良溶剂是两性的，既可以吸引水分子也可以吸引非极性助焊剂结构
。
11.2.3 半⽔基清洗剂 高锡合金无铅化和微型化对助焊剂的性能提出了更高的要求。由于水基清洗
剂的进步，以溶剂为基础的半水基清洗剂的需求有所下降。然而，随着新型助焊剂组分的设计用以
维持高的热稳定性、高的阻燃性、高的抗氧化性以及高的氧化反应隔离能力，水基清洗剂的配制去
除这些助焊剂残留物变得越来越困难。由此，呈现出对半水基清洗剂的需求有所增加，用来更好
的
匹配这些新型的助焊剂组分。
半水基清洗剂选用低蒸汽压的材料和高分子量的化合物制成。这些溶剂特性允许采用非高度易燃的
材料，并且大多数情况下工作温度为38-71° C[100-160° F]。市售的半水基清洗剂描述如下：
2011年7月 IPC-CH-65B-C
147
Copyright Association Connecting Electronics Industries
Provided by IHS under license with IPC
Not for Resale, 11/27/2015 19:13:55 MST
No reproduction or networking permitted without license from IHS
--`,`,,,,`,`,,,`,,,`,`,`,`,,,```-`-`,,`,,`,`,,`---
• I型半水基清洗剂-有限的水溶解度。
• II型半水基清洗剂-易溶于水 。
11.2.3.1 I型半⽔基清洗剂 I型半水基清洗剂的设计可以不溶于水或者部分溶于水。配方设计师们
选择一个多样化的有机化合物组合来匹配用于助焊剂组分中的不溶于水的非极性原料。清洗剂的功
能与表面活性剂相似，对松香和树脂结构有较强的吸引力，而对有机酸和离子残留物有较弱的吸引
力。这种清洗剂的设计，旨在润湿并在印制电路板表面均匀扩散而形
成一个单分子层，其中轻微的
极性氧基团在水界面相互键合，而烃链与松香、树脂和聚合物污染物键合在一起。
第二步设计需要考虑的是，把进入化学分离冲洗阶段的残留清洗剂分离出来的能力。清洗剂在冲洗
贮槽中形成一系列不溶性的液滴。随着时间的推移，这些清洗剂液滴彼此足够靠近，以致可以克服
其各自的表面张力。机械接合设
备从冲洗水中提取清洗剂。有时候这种提取的清洗剂可循环使用，
有时候则作为一种非危险废物被收集。从冲洗水流中去除有机化合物，可为排入下水道的化学分离
冲洗流降低化学需氧量和生物需氧量。另外一种方法用超滤和吸附法，从冲洗水中去除有机污染物
而使其能够重复使用。
常见的用于电子组装清洗的不溶于水的化学制品如下：
11.2.3.1.1 三萜烃类
随着公司逐步开发替代性的清洗剂，以取代含氯氟烃，萜类分子对松香和一
些树脂助焊剂残留物表现出良好的溶解性能。萜烯类是广泛存在于自然界中的天然溶剂。萜烯为基
础的电子清洁产品，是推向市场的一流的半水基清洗溶剂。从1988-1992年，萜类制剂的出现成为首
要的清洗候选以取代含氯氟烃。
萜烯类产品，在用于电子清洗应用时其纯度十分重要。杂质可以形成萜烯
类氧化物，往往呈微黄色
并散发一种刺鼻的桔子气味。这些氧化物质是沸点较高的材料，并可以在已清洗的零部件表面再沉
积。萜烯氧化物具有极低的溶解特性，因此，含萜烯类产品供应商使用高纯度的原材料。这不仅能
提高产品性能也能减少异味。
萜烯类是非常好的溶剂且在室温下就能很好地工作。闪点范围是43° C-54° C[110° F-130° F]。适
当地
制定电子清洗配方，萜烯类可为松香和一些以树脂为基础的助焊剂残留物提供良好的溶解性。萜烯
类配方采用两步冲洗的过程。第一步使用一种萜烯乳液与水协助清洗组件。冲洗水进入到单独的贮
槽后采用机械方法将萜烯从冲洗水中分离出来。
11.2.3.1.2 脂肪酯 以脂肪酯为基础的配方，结合了低蒸汽压材料和嵌段共聚物表面活性剂，具有
较高的闪点且
基本上无异味。主要优点是以最小的排放量清洗，闪点高（138° C[280° F]）、气味
小，高的助焊剂承载能力和重烷烃的溶解力如蜡和油脂。主要缺点是脂肪酯很难与助焊剂残留物成
分相匹配。
脂肪酯配方能够去除松香和一些免清洗助焊剂残留物。脂肪酯不溶于水但可以与乳化剂一起用来改
善水冲洗效果。
含脂肪酯和已溶解的助焊剂残留物的
冲洗水可使用成膜设备和膜过滤分离。水可以进一步处理处置
掉或者返回到制程中。分离的清洗溶剂一般进行收集或者循环利用或者作为无危害废弃物进行处
理。冲洗槽可用活性炭床和离子交换树脂关闭回路。
脂肪族酯在大部分用于电子组装过程的元器件上表现出极好的兼容性。这项技术所换来的不利条
件，是在密封装置、连接器和对低固量树
脂和聚合物结构表现极差的去焊剂性能上是一个滞留不前
的问题。
IPC-CH-65B-C 2011年7月
148
Copyright Association Connecting Electronics Industries
Provided by IHS under license with IPC
Not for Resale, 11/27/2015 19:13:55 MST
No reproduction or networking permitted without license from IHS
--`,`,,,,`,`,,,`,,,`,`,`,`,,,```-`-`,,`,,`,`,,`---
11.2.3.1.3 ⽯蜡烃 石蜡烃是简单的直链碳氢化合物。这些材料非常稳定且通常不可能改变。石蜡
烃对于很多非极性污染物具有非常好的溶解性。要去除离子残留物和极性助焊剂成分，配方中应加
入一种含氧碳氢化合物。石蜡烃不溶于水但加入表面活性剂后可以助冲洗。
与这些混合物一起配制的半水基清洗产品，结合极性和非极性组分以提
高清洗性能。这系列产品具
有高闪点和低毒性。当结合水用于冲洗时，这些清洗剂已证实在从印制线路板上去除离子污染物和
松香残留的有效性。
在操作中，石蜡烃可用于行业标准的半水基清洗设备。洗涤温度在49° C-71° C[120° F-160° F]可提
高清洗性能。清洗组件需要用DI水（去离子水）冲洗。因为这种材料不是水溶性的，所以要采用一
种两步冲洗步骤。冲洗初始，采用一种大约90%
去离子水/10%清洗剂的混合乳液冲洗较为可取。这种
方法可提高清洗剂脱离基质的冲洗能力。残留物和清洗剂可转移到一个独立的贮槽中，在此贮槽中
水和清洗剂是分离的。它可以降低排出水中有机物的含量，从而减少了废水处理的要求。随后的冲
洗用水一般含有低水平的污染物，可以直接排入下水道或者送入封闭的循环系统处理。
像脂肪酯一样，石蜡烃也具有
低气味、低毒性和高闪点>93° C[>200° F]的特点。这种技术所换来的
不利条件是在密封装置中，对于一些助焊剂的清洗效果有限，以及冲洗过程需要两个步骤仍是滞留
不前的问题。
11.2.3.1.4 ⼄⼆醇醚化合物 乙二醇醚是以一组使用低分子量醇和醚的性能优良的复合溶剂属性烷
基醚为基础的溶剂。很多种乙二醇醚溶剂都是可利用的，并可通
过初溜点、沸点、在水里的溶解性/
不溶性和清洗特性进行选择。
以含氧的乙二醇-醇化合物为基础的半水基产品，已证明其对水溶性、松香、低固树脂和合成高分子
助焊剂残留物的有效性。本系列产品一个最关键的优点在于它可以被设计、改造而达到清洗剂配方
所需要达到的性能。这类产品在操作温度为37° C-71° C[100° F-160° F]时性能表现最佳。类似于其
它半水基清洗剂，工程清洗剂可用于工业设计的半水基清洗设备。
11.2.3.2 II型半⽔基清洗剂 水溶性半水基清洗剂本质上通常是非极性，可与有机酸，松香和免清
洗助焊剂组分中发现的极性羧基官能团很好地相互作用。含氧的清洗剂能与水分子形成氢键并且包
含了永久偶极子，使其可以与极性分子包括水很好地相互作用。这些哥伦比亚和范德华引力增强了
水基。
水溶性半水基清洗剂因为清洗剂在水
中的可溶性改善了去离子水的冲洗效果。使用水溶性半水基清
洗剂所换来的不利条件是无法澄清或者从冲洗水流中分离出清洗剂。通常，化学离析冲洗液是在获
得必要的许可后送去当地具有处理设施的公共机构。如果需要闭环防漏冲洗，可使用膜过滤系统从
水中分离出有机成分来恢复化学离析冲洗水。冲洗部分通常是封闭循
环使用活性炭床和离子交换树
脂。
11.2.3.2.1 ⾮直链式含氧⼄醇 非直链式含氧乙醇是废稻壳、甘蔗和其它生物的自然派生。这个环
状结构化合物含有乙醇基团和醚键。乙醇和醚基团加强了化合。 乙醇和醚基团加强了化合物去除极
性和非极性污染物的效果。此外，氧基团促进了与水和典型的助焊剂残留物中羧酸
基的氢键形成。
非直链式含氧乙醇制剂已证实能有效地去除所有助焊剂残留类型，包括水溶性、松香、低固量树脂
和合成聚合物。以这种技术为基础的配方也能有效去除烘烤后的助焊剂残留物。低的表面张力和润
湿特性促进了细间距元器件间的渗透。这类产品在操作温度范围为37° C-71° C[100° F-160° F]时能
最好地工作。非直链式含氧乙醇制剂用于工业要
采用半水基清洗设备。
11.2.4 半⽔基清洗剂的性能 表11.1列出了一系列以半水基产品为基础的清洗性能。
2011年7月 IPC-CH-65B-C
149
Copyright Association Connecting Electronics Industries
Provided by IHS under license with IPC
Not for Resale, 11/27/2015 19:13:55 MST
No reproduction or networking permitted without license from IHS
--`,`,,,,`,`,,,`,,,`,`,`,`,,,```-`-`,,`,,`,`,,`---