IPC CH-65B CHINESE.pdf - 第102页
8.6.5 元器 件 问题 和残留物 不 同 类型 的 残留物 会在来料的 元器 件中 被 发现。 元器 件上的 非极 性 残 留物 在组装 操作 前 被 发现，可能会 以 颗 粒 、 油 或者膜 的 形 式 。 这些 残留物 在 焊接 后 可能会一 直 存 在 于 清洗的 或者 未 清洗（ 免 清洗）的组件中。 颗 粒 物质 有各 种 各 样 ， 依 赖 于 组装和 储 存 的 条 件。 颗 粒 物质 来 自 组装 过 程中的 例 子…
镜下进行。在高倍放大倍数下，观察组件表面非常容易，并且 发现一种酷 似表面残留物的光学效
应。只有疯狂的组装厂商才用超过100X的放大倍数去检查组件。
注1的难点是很少有检查员或者操作员能确定污染物是否会影响结构、安装或者功能。在残留物影响
结构、安装或者功能之前，制造商需要确定存在的残留物是什么及残留物的量是多少。这是比较
难
实现的事情。
IPC-A-610列出下列各项：
• 污染物不但是在表面或者产生影响的因素方面进行判定，而且也是清洗系统没有正确工作的一种警
示。
• 每一种生产设备应该有一个基于每种类型污染物的量多少能够容忍的标准。基于J-STD-001的离子
萃取仪的测试，如在IPC-TM-650描述的，在外界条件下的绝缘电阻测试和其它电学参
数测试都建
议建立一个设备标准。
IPC-A-610里的语言应该引导读者去理解，不能简单地仅通过视觉的评估去判定无论残留物是可接收
的或者不可接收的。很多白色残留物是无害的，并不会影响结构、安装或者功能。其它残留物是不
可见的，并对可靠性产生不利影响。
8.6.2 元器件⼏何形状 复杂的局部结构，比如狭小的组件托高高度、流体包裹的形状和小尺寸元
器件，将会影响清洗过程和
物料通过率。在新的组件上设计，尝试改善功能，存在很多的挑战。设
计者采用高密度的电路板，在极小的空间尽可能使元器件密度达到最大程度。这些设计推动元器件
间距限制，也努力实现微小型化，通过使用大芯片级封装、倒装芯片元器件、面阵列和在同样的组
件上比沙粒还小的被动组件。这些元器件几乎贴合在印制线路板的表面，造成狭小的组件托高高
度，增加清洗的挑战。
狭小的组件托高高度将会需要机械能，比如加压喷淋、离
心力或者超声搅拌，以实现渗透进缺口，
有效去除受夹裹的残留物。对水基清洗系统，困难产生于水无法渗透进大型器件非常小的空隙，由
于与水基含表面活性剂的清洗剂相比，水有相对较高的表面张力（72 dyne/cm）的原因。
8.6.3 器件托⾼⾼度及对清洗的影响 器件托高高度在5mil以上时，通常就不是太关键性的。器件
托高高度高于这个能提供足够的空隙，允许清洗的化学特性、冲
洗和烘干有很好的渗透性能。这有
点取决于元器件面积/尺寸及清洗液体。器件托高高度小于4mil时，倾向于一套新的清洗挑战。为去
除元器件间隙间的残留物，助焊剂清洗液必须要具有渗透性，产生一个液流通路、润湿残留物，并
把残留物带进溶液中。这些狭小的空间易受润湿问题、表面张力影响和由于元器件下面助焊剂的完
全填充而使清洗受阻。这是小的器件托高高度和增大的封
装尺寸的混合问题。
8.6.4 夹裹的液体 非密封封装的元器件可能会夹裹清洗液和湿气，正因为如此，存在潜在的可靠
性问题。在清洗液被夹裹在元器件的本体中的场合下，组装员应该寻找替代的方法，阻止液体被夹
裹或者清洗后将元器件贴放在组件上。二次烘烤对一些应用来说可能是必须的，但是可能是一个暂
时的安排。
表8-1 IPC-A-610表1-3
清洁度（采用或者不采用清洗工艺）不需要放大，见注1
清洁度（免洗工艺） 注1
敷形涂覆/密封 注1、注2
标记注2
其它（元器件及导线损伤等） 注1
注1：目视检查可能要求使用放大装置，例如出现细间距器件或者高密度组件时，需要放大以检查污染 物是否影响产品的外形、装 配或者功能。
注2：如果使用放大装置，放大倍数不可超过4X。
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8.6.5 元器件问题和残留物 不同类型的残留物会在来料的元器件中被发现。元器件上的非极性残
留物在组装操作前被发现，可能会以颗粒、油或者膜的形式。这些残留物在焊接后可能会一直存在
于清洗的或者未清洗（免清洗）的组件中。
颗粒物质有各种各样，依赖于组装和储存的条件。颗粒物质来自组装过程中的例子是注塑成型后去
除毛刺所产生的灰尘。通常用于去除毛刺的材料，包括磨
平的塑料和来自各种各样的坚果（例如胡
桃）的外壳。来自储存的颗粒物质可能来自周围的环境或者元器件储存的包装材料。环境污染物可
能包括灰烬、煤灰或者硅基沙砾。包装材料污染物将通常会是塑料的或者偶尔含金属颗粒的纸。
油污染物可能来自组装过程或者零部件的储存处。组装油可能包括金属处理油。如果把手工作业算
入一道组装操作
的话，皮肤油脂和护手霜可能都会存在。脱膜剂也可能会给元器件带来各种形式的
油。来自含油物质的储存污染物可能来自周围情况（例如来自压缩机的油雾、选择的很差的包装材
料、和极少期望的木屑）。
元器件上的膜通常和组装有关。这里膜被定义成一种通过简单的清洗方法，比如擦拭或者用酒精浸
泡后去除的顽固物质。膜时常
是元器件引线框上注塑材料溢出后的结果（产物）。这种注塑材料很难
检测和去除。
不需要的膜也会沉积在元器件的表面，这些膜来自包装材料，比如编带和卷轴，或者元器件管装材
料。这些包装材料时常是由塑料组成，可能经过化学处理去消除静电荷的积累。化学抗静电剂通常
是胺基，并能转移到包装的元器件中，导致导电性膜，妨碍可焊性。
残留物可在来料零部件上
被发现，由于组装或者手工作业原因。组装过程中不完全的清洗可能会导
致元器件上电镀或者助焊剂残留物的存在。手工作业残留物很像来自与皮肤接触后的残留物。
另外一个在来料零部件上的污染物的来源是硫磺的存在，硫磺来自大气的污染物或者纸包装材料。
硫磺与引线框的反应会导致组装过程中的可焊性问题。
8.6.5.1 来⾃元器件的污染物 元器件引脚和引线框可能是各种金属和合金，其中的一些
难以焊接。
通过热浸锡或者使用活性助焊剂的波峰焊将焊料涂覆在引线上，是一种很常见的做法。这就确保在
组装前引线的可焊性。助焊剂残留物在规定的过程中应该能被恰当地去除。然而，这不能保证。类
似地，电镀引线而不是用焊料涂覆的元器件可能会受到来自电镀液离子残留物的污染。除此之外，
机电器件比如可变电容、转换器和电位计可能都已经加润滑油。如果
这些润滑油漏出，它们可能会
导致邻近区域敷形涂覆差的附着力。
8.6.5.2 元器件退化 焊接后的清洗操作的选择应该建立在下面的基础上，所需清洁度等级，需要被
去除的助焊剂残留物的类型，和助焊剂残留物与清洗溶剂的亲和性。清洗过程的敏感性应该考虑如
金属表面处理，低温塑料，擦拭布或者其它暴露的电气插头及其它材料，能依赖于清洗剂膨胀。特
定的元器件，比如开放式继电器，要遭受充满
污染物的溶剂的进入，但是不允许它简单的去除。这
不是为可生产性设计的，如果这些元器件被证实是不具清洗性，清洗操作后仅是附着性的。这种类
型器件的清洗选择是受到限制的。
8.6.5.3 其它元器件清洗考虑要点 缺陷在引线进入到元器件本体时最可能发生，尤其是带有模制塑
料的元器件。对贴装的元器件，在元器件和单板之间给清洗溶剂通道提供足够的间隙是很关键的。
这不总
是能完成的，尤其是对表面贴装元器件。在有元器件的组件上，基板上小于4mil，大的贴装
的表面区域，是否能被有效地清洗是很受怀疑的。当选择可清洗的焊膏，合适的清洗剂及带有喷
淋、通气（烘干）及超声能的机械清洗设备时，可以采用改善的清洗方式。
8.6.6 表⾯的润湿 如果水或者其它液体的膜留在表面上，没有破裂，那么这表面就可以被说成是
可润湿的。为了取得好的清洗效果，润湿
元器件是很重要的。清洗媒质表面张力和待清洗元器件的
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表面张力都会影响润湿过程。纯水有高的表面张力，接近72dyne/cm。这是与绝大多数有机溶液和水
基溶液从16-36dyne/cm范围内的数据进行比较的。典型的元器件/水对塑料的表面张力范围从30-70
dyne/cm，对陶瓷或者玻璃高达1000dyne/cm。所用的清洗媒质的表面张力必须要小于元器件的表面
张力。因为对狭窄空间中的清洗，清洗媒质的表面张力，待清洗元器件的表面能，还有过程搅拌的
能量是很重要的。见IPC-CC 830。
8.6.7 表⾯张⼒和⽑
细⼒
18
表面张力可以想象成气球种类的物质围绕着清洗液。如果它薄且弱，那
么清洗液可以很容易地流进、流出狭小的空间。如果表面张力太大，它将阻止清洗液流进狭小的空
间。
毛细力能促进或者阻碍清洗过程。它们能促进狭小空间最初的润湿。如果不适当，它们也能通过阻
挡浮力，抑制冲洗和干燥步骤。毛细力越大，清洗的挑战性就越
大。
8.6.8 填充间隙对⽐未填充间隙
15
很多电子元器
件焊接到基板上都会有一个空气间隙，它能允许
清洗剂渗透到元器件的下面。然而，在再流后一
些 元器件的下面有被 助焊剂残留物完全填充的
倾向，这 会阻 止清洗溶剂的 渗透。这些困难的清
洗挑战性包括 元器件，比如QF、无引线芯片载
体（LCC）、紧密贴装的芯片电容和电阻，以及一
些微面积的阵列元器件。无引线芯片载体和芯片
电容被放置，紧密贴装在电路板上。峰值再流时
助焊剂残留物的毛
细作用和表面张力用助焊剂残
留物填充在元器件的下面（见图8-1）。
这些其中的每个器件下面的平均距离在1-4mil之间。这些元器件下面裸铜板上阻焊膜的使用，会进
一步减小这些紧密贴装元器件下面的距离。助焊剂残留物填充在元器件的下面，从而形成了一个助
焊剂壁垒妨碍清洗作用。为了彻底且快速地清洗这些元器件下面，清洗液必须要有足够的动力，物
理上冲破固体助焊剂。
能促进去除 元器
件下面所有助焊剂残留物的条件，包括与洗涤化学品的接触时间、流体流动、压
力、定向力、洗涤温度和冲洗条件。
8.6.9 助焊剂残留物可变性 经验表明较软的残留物比硬的残留物要更容易清洁干净。使残留物变
硬的是其组成成分和经历所固有的。一种助焊剂残留物的热史（受热历程）是很重要的。焊接再流
循环的次数、峰值温度、再流焊后的时间及加热和冷却
循环的持续时间都将会影响硬度，进而影响
残留物的清洁性。
另外一个重 要的因素是助焊剂残留物的化学组
成。加热助焊剂驱逐溶剂和可塑剂，溶剂和可塑
剂是组装过程中，助焊剂/焊膏所需要的，使得它
们具有可印刷性和可分配性。加热过程使得助焊
剂由液态或者凝胶态向固塑性态转变，比如残留
物。固体形态的有机分子要么在晶态结构中进行
排列，要么在非晶态阵列中进行
折叠和缠绕。
非晶态和晶态聚合物在软化时（图8-2
24
），其表现
形式有很大的不同。晶态结构以近乎完美晶格的
图8-1 夹裹在元器件下⾯的助焊剂残留物
䶎Ღᘱ
ॺᲦᘱ
图8-2 ⾮晶态结构⽰例
24
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