IPC CH-65B CHINESE.pdf - 第110页
8.10 监 控洗涤 槽 8.10.1 滴 定 在 水基 清洗 槽里 ，对 碱 助剂 的 酸滴 定 能 确定 清洗 剂 的 浓 度 。在清洗 液 中，一 种 能 改 变 颜 色 的 指 示 剂 通 过 中和一 种 已知 含量的标准 酸 溶液 ，能用 于测定 碱 助剂 的含量。 这种 方法 主要用 于 较 旧 的 皂 化 剂 。 滴 定 也 能用 于确定 游 离 碱 度 和 总碱 度 。通 常指 的 是 百万 当 量， 游 离 碱 度 滴…
8.8.4 避免不需要材料的影响 测试是不损坏组件材料清洗过程最优化的关键。一个方法就是将这
些组件多次通过清洗液。在测试期间，使用最长的循环，最高清洗剂浓度，在清洗过程中能想象的
最高压力和最高温度。
直观的、空间的、重量或者电学的测量都能用于判定结果。最简单的就是通过/失败。撕起标签或者
人造橡胶膨胀影响或者不影响元器件？如果影响，能否
通过过程参数的调整来消除这种影响？是否
有可替代的元器件？可替代的元器件能否在清洗后被加进去？如果这些都无法实现的话，清洗剂就
应该被换掉。
8.9 清洗设备考虑要点
8.9.1 驱动⼒时间、温度、浓度和能量 一个最佳的清洗过程能通过控制清洗剂、洗涤浓度、洗涤
温度及分散在清洗过程中的能量获得。时间、温度、浓度和能量在清洗最优化过程中都是相互关联
的。一旦设备和清洗剂被选定，清洗
过程的最优化就应该被实行。决定什么是重要的。最快的速度
通常会得到最低的成本。其它因素比如人工投入线性平衡法，化学品的消耗和装置也必须要考虑进
来。
8.9.2 静态和动态清洗能量 过程清洗速率定理认为静态速率（化学力）加上动态清洗速率（机械
力）等于过程清洗速率。静态清洗速率，用简单的术语来说，就是清洗剂溶解再流后助焊剂残留物
的能力。动态清洗速率包括将清洗剂传递到污物
上的能力。这包括需要用于去除助焊剂残留物的热
能及冲击能。
8.9.3 动态能量效能改善 清洗过程中加入动态能量会引起更快的清洗速率以及改善的清洗结果。
有几种不同的动态能量的来源能用于加速和改善清洗过程。选择合适的一种取决于所选择的设备和
清洗剂。下表8-3提供了与焊接后清洗过程相关联的动态能量类型。
在手洗操作中，利用刷洗和擦拭能极大地改善暴露的残留物
的清洗效果。然而，这对清洗被夹裹在
元器件下面的助焊剂没有多大的帮助。蒸汽去垢通常利用空气喷射棒给予需要的物理能来冲洗元器
件下面，通常能加速清洗的过程。“浸渍槽”或者“浸入槽”通常安装有超声能发生器或者在浸入
喷嘴下的喷雾以增加能量。对绝大多数的水基或者半水基批清洗或者在线清洗去除助焊剂来说，高
速冲击的“空气喷射”是很普遍的。除了加
速助焊剂的去除过程，清洗过程中加入的动能也能帮助
去除颗粒物质，比如焊料球、污物、灰尘和来自电路板上的玻纤布。
8.9.4 过剩能量 绝大多数组件过程残留物的清洗都是时间-温度-溶解的关系。增加的温度和持续
时间通常能改善清洗，但是这个概念需要花太多的精力去理解。当洗涤温度开始爬升超
过150° F
（65.5° C）时，化学保护性膜将会受到攻击，一些金属将会变色。在非常狭窄间隙的元器件下面，
通常需要更长的洗涤时间，但是从对材料兼容性的立场上来说，这可能会有有害的影响。增加洗涤
喷射压力（动能）以增加动态清洗，通常会导致更差的清洗效果，因为在洗涤媒质变得有效前，它
已经弹离表面，更多并不一定就更好。
表8-3 与焊接清洗过程相关联的动态能量
助焊剂清洗过程 常规的动态能量来源
手工清洗 刷洗、擦拭、空气吹洗
蒸汽去垢 汽化槽、浸入喷淋、超声波能量
浸渍槽浸渍、发泡、浸入喷淋、超声作用
水基/半水基批清洗 空气喷射冲击、离心作用、浸没式喷淋
水基/半水基在线清洗 空气喷射冲击、浸没式喷淋
2011年7月 IPC-CH-65B-C
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8.10 监控洗涤槽
8.10.1 滴定 在水基清洗槽里，对碱助剂的酸滴定能确定清洗剂的浓度。在清洗液中，一种能改变
颜色的指示剂通过中和一种已知含量的标准酸溶液，能用于测定碱助剂的含量。这种方法主要用于
较旧的皂化剂。
滴定也能用于确定游离碱度和总碱度。通常指的是百万当量，游离碱度滴定到滴定终点为pH等于
8.3，总碱度滴定
到pH等于4.0。这步骤能用于确定清洗槽的使用寿命，并且比较不同清洗剂的碱度水
平。
8.10.2 折射率 在引入现代水基清洗技术之前（20世纪90年代），用户大都被限定在使用滴定方法
中。随着折射率技术的引进，用户可以选择另外一种切实可行的方法。折射率总的来说可以通过光
的折射来测定有机和碱的成分（如果后者是液体
的话）。在工业上有手工和自动两种体系。
媒质的折射率是测量在媒质里光速（或者波，比如声波）减少多少。例如，典型的苏打石灰玻璃的
折射率是1.5，这意味着在玻璃里，光传播的速率是真空中传播速率的1/1.5=0.67倍。玻璃的两种通用
属性和其它透明材料与它们的折射率直接有关。首先，当光通过从空气到材料的界面时，
光改变方
向，这是在透镜中使用的一个效果。其次，光在与周围材料有不同折射率的表面进行部分的反射。
媒质的折射率（n）被定义成比如参考媒质（图8-5）中的光波或者声波波动现象的相速度（c）与媒
质自身相速度（υp）之比。
因为折射率是物质一个最基本的物理性质，它经常用于识别特别的物质，去确认它的纯度或者测定
它的浓
度。折射率用于测定固体物质（玻璃和宝石类）、液体和气体。在工业界，折射率用于测定水
基溶液中溶质的浓度。折射计是用于测定折射率的一个手动工具。当谈到糖水溶液时，折射率可以
ޕሴ䀂α
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1
ᣈሴ⦷n
2
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c
υ
p
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1
sine α = n
2
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图8-5 折射率
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以糖度单位的测定形式确定糖含量（糖度单位就是水基溶液中糖含量的单位。一度糖度相当于1克蔗
糖溶于100克溶液中，因此用重量分数（%w/w）代表溶液的浓度（严格意义来讲，用质量百分数））。
好处在于简便地使用和快速地测定。这种技术还符合成本效益并且可靠。一个缺点就是缺少对溶解
的污染物的校正。清洗剂倾向于溶解来自组件中的
残留物，它会随着从有机物到无机物的不同而不
同。随着时间的推移，折射率读数就会变得有影响。为补偿这种可能的偏移，用户可以依靠补充的
分析测试，比如气相色谱仪，典型地由供应商完成固体含量（非挥发性残留物）和清洗槽分析，和/
或者滴定测量。
8.10.3 ⾮挥发性残留物 非挥发性残留物（VR）在蒸汽压强高于水压的情况下，确定残留物的总
量。这种分析
用于估计清洗液中污染物的量。应该运行控制手段用于估计没有污物时对清洗液的影
响。
8.10.4 其它清洗槽的监控⽅法 其它的方法包括
清洗槽的分析方法。这里，一种测试液用于将清
洗液样品分成有机相和水相，也就是两种明显不
同的体积（图8-6）。通过与参考溶液相关的方法
用于确定清洗液的浓度。这种方法能够析出无机
污染物，并能提供可信
赖的浓度结果。分离的时
间取决于样品的温度还有在水中有机原材料的溶
解性能。这会随着产品的不同而不同。在少量污
物进入时，助焊剂和其它污染物不会影响测试的
准确性。进入的污物通常是活性浓度的函数。以
表面活性剂和/或者皂化剂为基础的产品有更高的
倾向去溶解污染物。与更高活性浓度的结合会导
致更多的
进入量。固体含量的测量能帮助分析各
种产品的这种行为 取决于 所用的清洗槽的分析
仪，它也能帮助确定清洗剂的pH 值。
光谱学方法也能用于进一步补充上述提到的技术。核磁共振、傅里叶红外转换光谱学及紫外-可见光
光谱学帮助定性的确定残留物的性质和清洗剂的组成成分。那些方法通常由专业的外部实验室提
供。通过比较标准的原始溶液，用户能发现重要
指标来解释在用清洗剂的性质/状态。
8.10.5 清洗槽起泡 清洗槽起泡也是在PCB清洗系统中会遇到的一个潜在问题。由于它与洗涤过程
相关联，起泡最通常的定义是在液体中被很多泡沫夹裹住而形成的一种物质。有问题的泡沫会同时
破坏批清洗和在线清洗系统。在一台在线清洗机中，多余的泡沫会在洗涤或者冲洗阶段，或者在这
两个阶段同时出现，取决于问题的严重性。当泵是开着的时候，多数的洗涤阶段
都是在表面有一层
泡沫层的情况下运转的。泡沫层将通常小于2in厚，不会对洗涤过程造成问题。当泡沫的高度持续上
升到溢出清洗槽的顶部或者向下延伸到泵的吸入口时，泡沫就会变成问题。
相似的问题也在批清洗机中出现。在有过多泡沫存在的条件下，清洗机储水器将会溢出。过多的泡
沫在冲洗循环阶段也会导致另外的问题，对批量清洗机来
说是独特的，批量清洗机将会持续运转按
顺序的冲洗循环直到达到预设的电阻率。这个问题将会在下面的8.10.5.3节中讨论。
在线清洗机或者批清洗机中，过多的泡沫通常会导致洗涤系统关闭。在最好的情况下，系统会自动
的关闭，由于泡沫上推到高液位漂浮导致高液位报警器报警，或者是由于槽液位水平降低到低液位
漂浮
使得泡沫溢出槽顶层导致低液位报警器报警。在最差的情况下，系统漂浮很快就不发生反应，
机器操作员在意识到地板被洗涤液浸湿时关闭洗涤机。
图8-6 有机相和⽔相
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