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用户应该意识到逆温度溶解性。如上所述，清洗剂配方的工作温度是提高脏污的溶解度，然而，在达到某个温度点溶解度开始下降。这种行为称为逆溶解度系数，这就解释了为什么许多配方最佳操作温度为 60° C [ 140° F ] 。当设计师在为较高的焊接温度及由无铅焊剂和焊膏随之产生的难以…

自1988年以来，现有的水性清洗剂成功地清除了广泛的残留物。虽然今天的清洗剂制造商，很多

人还不太热衷于水清洗的早期阶段，但是它们提供了大量的研究和数据，以继续满足不断演进的技

术。

12.4.2 ⽔基清洗⼯艺概述清洁的目的是去除零件表面的外来杂质，以避免对产品的性能和外观上

造成不利影响。清洁丝网和模板是为保持其最佳状态以方便再次使用。

所需的清洁程度

可能会因产品类型和性能需求有所不同。丝网和模板通常清洗到“视觉清洁”的状

态。部件清洁必须能够消除可见与不可见的污染物，如离子化的材料及可能会干扰润湿性和粘合性

的残留物。对于电子组件，“视觉清洁”的外观可能会达到令人满意的外观标准，但确保产品性能方

面可能不会令人满意。因此，通常采用半定量和定量测试，以确认清洗过程中的目标得到满足，在

清洁中“性能设置要求”是首要目标，其它目标也必须设

定和实现。清洗过程中不得损坏已清洁的

部分，清洗必须在实际和符合成本效益方面能够完成。应用的清洗工艺也必须是安全的以及与环境

相兼容。

水本身是一个非常安全的材料，不会损坏电子组装过程中使用的大部分部件。水在安全和健康方面

不存在任何问题。使用低离子浓度的DI水在某些情况下可能影响表面。另外，零件清洗后水必须被

清除，因为湿气的存在可能会干扰电气性能，所以干燥步骤必须

是水基清洗过程中的一部分。在所

有的清洗过程，需要检查零件的兼容性和冲洗的敏感性。必要时，应该检查这个设计以确保敷形涂

覆足够干燥。适当的安全和健康津贴是必须的（见第9章）。

当选择一个清洗工艺时，必须考虑许多因素。处理产量、劳动力、空间要求、洗涤/冲洗介质、搅拌

方法、应用条件和设备的功能都必须考虑到。

总之，清洗工艺设计的目标是对产品没有损害，采取可操作的、有竞争力的成本、安全和

环保的方

法，从零件表面清除不需要的物质（工艺残渣）。

12.4.3 ⽔基清洗过程的流程图大量的清洁步骤是在电子组装制造过程中完成的，即使它是一个

“免清洗”的过程。传统的清洗过程通常涉及波峰焊后以及再流焊后的再次清洗。然而，在传统的

“免清洗”的组装过程，焊接后清洗不是生产步骤的一部分。传统的“免清洗”的制造商经常采用

水基清洗工艺，印刷错误、手工焊接（包括返

工）、组装工具（焊锡托盘、输送手指、丝网和模板）

和敷形涂覆前的临时清洗。以下是一个水基清洗工艺的形象过程图。

12.5 ⽔基清洗剂技术电子组装水基清洗材料旨在消除一系列助焊剂的技术，包括有机酸、松香、

树脂和来自混合技术电路板结构聚合物。水基工程清洗剂的设计挑战是制定一个材料矩阵，能够协

同去除离子和非离子型污染物。助焊剂配方根据其具体的设计标准有很大的差异

。基于这个原因，

各种清洗剂需要被用来更好地“匹配”其中某一种或者其它助焊剂，尤其是那些新的和前沿的助焊

剂材料。为了应对这一挑战，作为通用溶剂的水与不同材料结合来清洁多种类的脏污。第二个挑战

是水基清洗剂需要与产品硬件相兼容。最后一个挑战是围绕各种清洗设备做水清洗剂的设计。为了

实现类水基清洗剂的最佳，将溶解、活化、润湿、腐蚀和泡沫控制如同积木艺术一样

开始熟练组合

使用，最终结果产生最具挑战性的电子组件和先进的封装的清洁材料。

12.5.1 溶解⼒溶解是一个过程，通常是溶解固体，与水基清洗剂形成均质混合物的一个过程。非

极性的松香、树脂和合成聚合物是不溶于水的。为了克服这种局限性，能够溶解常见的残留物类型

的溶剂化材料被添加到水基溶剂体系里。在溶解极性离子盐方面，水也起着重要的作用。水与添加

剂的独特组合在

溶解非极性和极性的脏污方面被证明是非常有效的。

洗涤温度的热效应可提高溶解的速度。随着洗涤温度的上升，助焊剂残留物形成的晶体开始成为流

体和软化。添加到水基洗涤溶液中的溶剂化材料的特性使软化的助焊剂溶解到水基清洗剂中。

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用户应该意识到逆温度溶解性。如上所述，清洗剂配方的工作温度是提高脏污的溶解度，然而，在

达到某个温度点溶解度开始下降。这种行为称为逆溶解度系数，这就解释了为什么许多配方最佳操

作温度为60° C[140° F]。当设计师在为较高的焊接温度及由无铅焊剂和焊膏随之产生的难以清洗的

残留物设计清洗剂时，必须牢记“今天的清洗剂配方”

这一点。

用户可能还会注意到，在运行一个新鲜的化学槽时，初期清洗槽的效率可能会出现提升。这看似矛

盾的影响是由于洗涤槽中存在的脏污，溶解的脏污可能影响溶解力，事实上提高了“相似相溶”的

假象。同时，监控清洗槽是必需的，以避免过高的脏污水平。

12.5.2 活化剂（反应物）传统的水基清洗剂，通常被称为“皂化剂”。皂化是碱

性源与助焊剂残留

物的水解。酸基的反应规定了水基清洗剂体系的清洗率和助焊剂溶解及负载量。

如前所述，仅仅水对松香、树脂和合成聚合物不是一个良好的清洗剂。活化剂有助于打破助焊剂的

晶体结构。来自多个协作性能的水基清洗剂的工程价值是促进溶解，而不会引起材料的兼容性问

题。活化剂的碱性本质能与软金属、层压板、涂料、油墨及一些塑料起反应。为了克

服这些负面倾

向，其它材料可以添加到清洗剂中以钝化和腐蚀保护。

活化剂也有助于形成一个稳定的洗涤液，并增加洗槽的寿命。助焊剂残留是酸性的。洗涤液中添加

酸性助焊剂可以使洗涤槽呈酸性范围。这可能会导致非挥发性助焊剂脏污在冲洗过程中被洗出，并

沉积到零件表面。管理洗涤化学品时，活性物可以与弱酸反应缓冲水基清洗溶液。当助焊剂加到清

洗槽中，这种有

益的属性可以防止洗涤化学品的pH值急剧转变。这一重要特性延长洗涤槽的寿命，

并在冲洗和干燥处理步骤，防止助焊剂固体再沉积在表面上。

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IPC-65b-12-1-cn

图12-1 焊接组装后的清洗⼯艺

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12.5.3 功能性添加剂现代清洗剂在消除电路组装过程中的助焊剂残留物执行多种功能。此功能可

能是在开发过程中通过在清洗剂中添加各种材料来实现的。使用这些添加剂以降低表面张力，提高

润湿性，防止金属合金氧化，防止起泡及乳化清洗剂配方中使用的材料。添加剂的添加能为清洗剂

带来非常有益的性能，在许多方面，也成为区分不同的供应商提供的产品的根据。

12.5.4 表⾯张⼒前沿电路组件分布密脚

组件提高了表面密度。组件的小型化使部件间距很小和低

或者零托高。为了清洗液渗透到这些高密度区域，设计出流体旨在改善润湿和渗透。通过液体表面

界面的吸收，表面活性剂降低水的表面张力，表面活性剂与亲水性和疏水表面颗粒保持良好的接

触。这样，水滴的表面张力降低，使得小间距间的渗透得以改善。

12.5.5 粘度粘度是对流体阻力的测量。对于密集组件下渗透和流动，清洁成分的粘度要低。

这样

可以减少在组件间穿透内部流体的摩擦阻力。

粘度、表面张力和密度之间的关系可以用润湿指数来说明：

密度× 1000 / [表面张力×粘度]=润湿指数，用简单的1至3位数字表示。下表说明了纯净水、皂化

剂、2-丙醇和2-丙醇/水（75/25，体积/体积）混合使用离子测量之间的关系。水和2-丙醇的值可以

从标准手册查得，而混合值是在分析实验室确定的。清洗剂代表6％商用单乙醇胺（MEA）皂化剂溶

液。

表12-1 展示了一个设计的清洗剂改善润湿性及在清洗具有低托高组件的辅助作用。

12.5.6 缓蚀尖端电路组件是由很多不同的合金组件组成的。被用作电子互连设计的焊料合金是用

具有不同应用的不同合金设计的。常见的合金包括锡、铅、铜、铋、铟、银及其它

。除了焊料合

金，组件是用一个广泛的电镀金属和合金构建的。添加剂可以添加到水基清洗剂中，以抑制或者控

制金属表面的氧化速度。

碱性物质可能与不同类型的金属以不同的速度发生反应，其程度决定于碱度源的碱性、清洁槽碱度

水平、洗涤温度和接触时间。为了减少对金属或者合金的腐蚀速率，腐蚀抑制剂在金属表面上形成

一层薄膜，以阻

止碱性活化剂与合金发生反应。缓蚀剂的适用性取决于许多因素，从它们必须反应

的材料体系到水基清洗的本性、设计和操作温度。

水基清洗剂中使用的碱性物质可能与电路组装使用的一些合金和防护涂料起反应。随着较低水平碱

度（如中性pH值）有较新工艺技术，可能会改善这种状况。清洗剂与这些合金的相互作用会引起外

观上的变化，最显著的是部件变色。金属合金

有特殊的变色问题。

• 锡铅焊料碱性强的清洗剂，在某些情况下可以清除焊点表层的软组织，会使洗涤槽里碱性水平、

洗涤温度和接触时间变得更糟。影响表现为焊点的外观变暗、发蓝、发灰和黑色的外表。

• ⽆铅焊料碱性物质对高铅合金的影响不太明显，但在某些情况下，结果可能会是发暗和颗粒状的

外观。

表12-1 清洗剂

清洗剂

25° C下的液

体密度（g/cc）

液体粘度

（厘泊）

表⾯张⼒

（dyne/cm）润湿指数

工程用的水基清洗剂 0.998 1.08 29.7 31

2-丙醇 0.785 2.4 21.7 15

水 0.997 1.00 72.8 14

2-丙醇/水（75/25 体积比） 0.856 26.8 3.44 9

重点：高润湿指数=更好的润湿性。（该表表明了具有相同或者接近相同的润湿性能的配方的洗涤和冲洗值，以达到最佳清除残留物的洗涤配方。）

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