IPC CH-65B CHINESE.pdf - 第106页
清洗剂类型 材料考虑要点 优点 缺 点机 器因 素 半水基非 反 应类型 Ⅱ b -有 机溶剂 能 稳 定 在 水 中 < 50 % （不会 从 长 期使 用 过 程中 分离 出 来） 碱 性 pH 值（ 调 节 pH = 7.5 - 10 ） 溶剂型 清洗 剂 当 用 于 匹配 待 清洗的 污 物 时，有 很好 的 作 用。 对 绝 大 多 数助焊剂 都 有 效 ，包 括 高温 焊接 过 程。 材料的兼容性 应 该 在 产品 和…
• 有机溶剂及混合物– >50%有机溶剂含量。
– 易燃的
– 可燃的
– 共沸混合物
表8-2提供了选择清洗剂的一些基本指南。
表8-2 清洗剂指南
清洗剂类型 材料考虑要点 优点 缺点机器因素
仅有水–非反应型
基于纯度级别而变
化：去离子化、反向
渗透、轻击
与绝大多数材料兼容 适合于水溶性助焊
剂。
主要取决于所需水的
纯度。
闭循环对比开循环。
不推荐用于其它助焊
剂。
推荐加热和高能量。
对水溶性助焊剂，起
泡沫会是个问题。
水基高反应性/低溶
解能力
氧化铅反应物，白色
金属（铝），黄色金
属（铜），
油墨标记
和涂覆。
皂化作用是一种有
效的清洗机理，对
松香、低残留物和水
溶性助焊剂有很好
的作用。
皂化的清洗槽能在较
低浓度级别下运行，
但是由于清洗强度中
的氧化还原反应，要
经常更换。
推荐加热和高能量。
当装载时，起泡沫会
是个问题。
水基中等反应性/中
等溶解力
由溶解能力和皂化作
用同时驱动。
较低级
别的反应物改善抑制
情况，但是材料兼容
性问题必须要考虑。
对绝大多数助焊剂类
型都有效。随着时间
的推移，皂化的氧化
还原反应会减少清洗
槽的使用寿命。
在低浓度级别下运行
但是清洗槽使用寿命
起作用的考虑要点取
决于通过量级别。
推荐加热和高能量。
水基低反应性/高溶
解能力
由溶解能力驱动。
低
级别的反应活性容
易受抑制。清洗剂的
溶解参数是个关键
因素。
对绝大多数助焊剂类
型都有效。清洗效率
取决于溶剂与水比例
的维持。运行在较低
浓度级别，有延长的
清洗槽使用寿命。较
低的消耗支持低的成
本效率。
材料的兼容性应该在
产品和机器硬件上进
行测试。
推荐加热和高能量。
中性水基 由溶解能力、表面活
性剂和低反应性共同
驱动。
清洗效率取决
于溶解
助焊剂污物的能力。
中性的清洗剂在市场
上是较新的，在市场
里也没有完全建立起
来。
推荐加热和高能量。
半水基不反应类型
Ⅰa-有机溶剂不能稳
定在水中<50%（从长
期使用过程中分离出
来）
中性pH值（调节pH=
6.5-7.5）
溶剂型清洗剂当用
于匹配待清洗的污物
时，有很好的作用。
对绝大多数助焊剂都
有效。
低消耗和处理成本。
材料的兼容性应
该在
产品和机器硬件上进
行测试。
在容纳槽中，为保持
层的混合必须要有搅
拌循环。在冲洗排空
时可能需要有机溶剂
分离器。
半水基反应类型Ⅰb-
有机溶剂不能稳定在
水中<50%（从长期使
用过程中分离出来）
（调节pH=7.5-12.0）
溶剂型清洗剂当用
于匹配待清洗的污物
时，有很好的作用。
对绝大多数助焊剂都
有效，包括高温焊接
过程。
低消耗。
材料的兼容性应该在
产品和机器硬件上进
行测试。
在容纳槽中，为保持
层的混合必须要有搅
拌循环。
半水基非反应类型Ⅱ
a-有机溶剂能稳定在
水中<50%（不会从长
期使用过程中分离出
来）
中性pH值（调节pH=
6.5-7.5）
溶剂型清洗剂当用于
匹配待清洗的污物
时，有很好的作用。
对绝大多数助焊剂都
有效。
长的清洗槽使用寿
命。
特别支持
批清洗。材
料的兼容性应该在产
品和机器硬件上进行
测试。
控制润湿段将洗涤化
学品从冲洗段隔离出
来是很关键的。
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清洗剂类型 材料考虑要点 优点 缺点机器因素
半水基非反应类型Ⅱ
b-有机溶剂能稳定在
水中<50%（不会从长
期使用过程中分离出
来）
碱性pH值（调节pH=
7.5-10）
溶剂型清洗剂当用于
匹配待清洗的污物
时，有很好的作用。
对绝大多数助焊剂都
有效，包括高温焊接
过程。
材料的兼容性应该在
产品和机器硬件上进
行测试。
控制润湿段将洗涤化
学品从冲洗段隔离出
来是很关键的。
易燃的有机溶剂和混
合物>50%有机溶剂含
量
检查所有塑料、标记
和标签。
对松香型和一些免清
洗助焊剂残留物有
效。
低成本。
不利的处理成本。
处理设施准备和溶剂
储存。
材料的兼容性应该在
产品和机器硬件上进
行测试。
机器和环境需要满足
防火规范。
考虑挥发性有机化合
物的防漏。
可燃的有机溶剂和混
合物>50%有机溶剂含
量
检查所有塑料、标记
和标签。
对松香型和一些免清
洗性助焊剂残留物有
效。
处理成本。
化学物质的运输、储
存成本要比易燃溶剂
要低。
材料的兼容性应该在
产品和机器硬件上进
行测试。
绝大多数需要在水中
或者挥发性溶剂中进
行冲洗。
考虑挥发性有机化合
物的防漏。
共沸有机混合物检查所有塑料、标记
和标签。
对松香型和一些免清
洗性助焊剂残留物有
效。
溶剂回收和蒸馏降低
消耗。
处理成本。
材料的兼容性应该在
产品和机器硬件上进
行测试。
需要蒸汽去垢。需要
合适的挥发性有机物
防漏。考虑蒸馏液喷
淋。
8.6.10.2 预测和可控反应清洗 一些水基清洗剂有电抗部分，通常是一种有机胺，加入溶剂与羧酸
进行反应，羧酸能在活性物质和松香基助焊剂中被发现。在羧酸污物中，发生皂化反应。这种类型
的清洗剂历史上指的是皂化剂。皂化反应随着温度的升高而增强，每升高10° C[50° F]，皂化反应大
致增强两倍。这些清洗液通
常加热到51° C-65° C[125° F-150° F]，通常与机器有关，而与清洗剂无
关。越高的洗涤温度越能加速清洗过程，并减少用于去除组件上污物所需要的浓度。一句警告，当
暴露在升高的温度和长时间的洗涤循环过程中时，一些没有金属腐蚀抑制剂化学物质的反应类型会
锈蚀焊接接合部位。在清洗过程中，当反应活性水平足够低到能钝化金属合金时，抑制的反应清洗
剂物质
就可以安全地使用。
在反应性化学物质的预期性能中，应该要看清洗槽的使用寿命。有两个重要的因素需要考虑。一个
是反应物的消耗；第二个是起泡沫的倾向。在闭环清洗系统中，当胺被耗尽时，皂化物就会产生，
皂化物会逐步增加到形成泡沫。泡沫会在洗涤槽中产生通气，并最终将会空化泵，增加的泡沫会达
到一个无法维持的水
平，对设备导致潜在的损坏。消泡剂会加入到反应化学物质中以防止这种现象
发生，但是并不一定都会起作用，这还要取决于污物的类型和数量。
8.6.10.3 ⾮反应清洗中溶剂的作⽤ 助焊剂组成随着建立免清洗组装、小型化、更高互连密度的需
要及焊锡合金的变化，已演进和改变。一些清洗剂被设计成匹配待清洗污物的溶剂混合物。溶剂、
半水基及许多水基清洗剂使
用溶剂溶解助焊剂残留物内的成分。对易溶于溶剂型清洗剂中的助焊剂
残留物，可能不需要皂化作用机理。
无机碱化合物和无机酸化合物通过克服污物基体间离子键的强度，清洗污物。在一些有机结构中，
比如羧酸，一部分分子结构显示带正电荷，其它分子结构位置显示带负电荷。一些有机化合物，比
如胺结构通过相反的电荷偶极子之间
的吸引力，会受到这些绝缘的残留物的吸引。这些反应清洗的
机理显示出能够改善某些助焊剂组成的清洗效果。
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有溶解能力的非反应型清洗剂不存在相反的带电偶极子之间的吸引力。溶剂型清洗剂，显示出与污
物相似的性能，通过分散或者溶解污物进行清洗。事实上，污物像清洗剂中溶剂的作用，其本身溶
解进溶剂型的清洗产品。在一些助焊剂残留物组成中，溶剂型清洗剂会产生很好的清洗效果，但是
可能需要增加洗涤温度和洗涤时间。当助焊剂残留物溶解到溶剂型清洗剂中时，随着时间
的推移它
们将会变成酸性的物质。随着时间的推移，这可能会改变清洗的性能，有利的或者不利的。
8.7 焊接后的⽩⾊残留物
1
白色残留物通常能在
使用水溶性助焊剂焊接的组件表面上观察到。白
色残留物也能在其它类型助焊剂不适当的清洗后
中发现。几种工业趋势加重了这个问题：1. 无铅焊
接；2. 无卤助焊剂；3. 低挥发性有机化合物水基助
焊剂材料。
白色残留物通常发生在电子组件生产过程中。组
装人员有很宽泛的助焊剂选择，每一种助焊剂都
会参与形成白色残留物。不恰当单板表面处理和
不适当 的清洗过 程会留下半透明的表面污染物
膜。白色残留物的化学性质代表了一种复杂的密
封
盐的形式，这些盐由非挥发性的助焊剂组分衍
生过来；金属氧化还原反应由助焊剂活性物质引
发；碱性皂化剂及加热；阻焊膜固化问题；清洗
材料和助焊剂的相互影响。助焊剂残留物的可视
外观与助焊剂组成和焊接曲线有很大的关系(见图
8-4)。理想的状态，尤其是对低残留免清洗残留
物，是一种确切无害的半透明固体。
8.7.1 ⽩⾊残留物形成机理
有几种导致白色残留物形成的机理。
8.7.1.1 热氧化 松香在温度超过200° C[392° F]时，可能经历热氧化。松香的热氧化减少松香酸的
不饱和双键。不饱和双键的减少会导致乙二醇、酮和不同分子量的酯的形成。
2
这些残留物会在表面
逐渐消失，并氧化进入粘牢的白色残留物里面。焦的残留物分布在助焊剂的周围，也散布到焊料凸
点上。在这两个位置上的助焊剂膜都较薄，并且更易于氧化和变焦。
2
氧化现象在单板吸收最多热量的部分是很普遍的。
1
有接地面的多层板在离电路组件的地方吸热，因
此需要更高的再流温度曲线。相似的结果发生在焊接面阵列元器件及芯片电容。由于热点烧焦了助
焊剂残留物，这些小型元器件底下的残留物趋向于以不规则形状的形式进行氧化。
8.7.1.2 聚合作⽤ 温度超过200° C[392° F]时，会导致松香和树脂结构的聚合。聚合作用的发生是
加热的结果，金属盐扮演催化
剂的角色，提高化学反应的速率，形成三维网络的聚合物链。
6
链增长
的化合物连接双键，加入到树脂化合物中，形成一条重复的链。
8.7.1.3 使⽤⽔溶性助焊剂的阻焊膜吸收 在使用水溶性助焊剂和清洗材料的波峰焊中，阻焊膜的吸
收会导致助焊剂和湿气渗透进干膜，形成多孔状的阻焊膜。
7
多孔状的单板表面处理会形成微小的气
穴，当波峰焊时会扩散。波峰焊助焊剂会润湿并渗透进阻焊膜的层压材料。这些助焊剂与锡和铅氧化
物进行反应。大量的金属盐和微量的水溶性助焊剂载体包围着它，金属盐附着在焊料和单板表面。
8
当使用含水基清洗时，助焊剂副产物未完全去除会留下白色残留物。
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
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