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• 污水排放低或者为零。 • 编程灵活。然而，离心批量清洗与传统的批量清洗，有一些工艺特性不同，包括： •典型的离心清洗工艺循环时间低于 15 分钟。 • 产品通常不需要额外的设备或者与干燥相关的工艺步骤。 • 可以用空气喷雾与浸泡洗涤相结合以消除阴影。 • 灵活的清洗机兼容性，去离子…

在多箱的批次处理系统干燥经常使用强制热风。有些系统采用热风刀以加速干燥。在非传送带水清

洗系统实现完全干燥，尤其对复杂的组装是具有挑战性的。

12.7.13 超声波在过去，军工界一直不愿意批准超声波清洗电子零件。这种不情愿是基于在工作

中使用的金属外壳组件的一部分。结果会引起这些金属外壳内的组件损坏，不允许超声波清洗电子

部件。在有这样想法开始以来，组件的耐用性和超声波技术已经有很大的改变。组件是比它

们在20

世纪50年代和60年代的更结实，可以容忍许多当时没有可能的风险。大多数的超声波设备制造商提

供更高频率的超声换能器在40-270 kHz的范围内，而不是以前普遍在20-25kHz系统。这些更高的频

率被认为对精密清洗应用更为恰当，对部件没有损害。有些厂家还提供扫频和功率控制发生机，这

两个大大降低电子组件损坏的概率。

由超声波引起

的损害最常见的是共振损坏。这些混合物和零部件仍然是个问题，如石英时钟振荡

器。扫频超声波可以减少这种风险，因为它不是停留在一个单一的频率足够长的时间导致谐振模式

而产生损坏。它也消除了驻波的高与低能量产生单频的脉冲，并可能导致脆弱的部位暴露在非常高

的功率密度。强烈建议超声波功率可以控制，为

减少对精密组件的损伤，甚至采用扫频和降低功

率。

最近，通过GEC赫斯特研究中心和EMPF广泛的研究，MIL-STD-2000进行了修订（版本A）允许军

事部件使用超声波。目前，举证责任在于用户能够证明超声波能量不会造成组件损坏。超声能量的

IPC工作组已公布了测试方法（IPC-TM-650测试方法2.6.9.1和2.6.9.2），在版本A适用于电子零件方面

协助用

户。同时，建议使用上述测试方法来验证超声波对精密器件或者混装板的可能损伤。美国提

交到IEC技术委员会，依据J-STD-001，还允许使用超声波在焊接清洗中应用。

12.7.14 浸泡喷射浸泡喷射搅拌创建一个动荡液面下的渗透和溶解脏污的洗涤环境。这种技术演

变可防止易燃溶剂的雾气形成。动力学效率低于空气喷射。液体的密度迅速减少板面的压力。冲击

下降的程度要求更强的清洗剂的

溶解力因数。因此，清洗剂的设计必须调整，做到低的冲击能量。

12.7.15 离⼼⼒这种方法是离心能量的应用，通过产品浸泡在洗涤槽内的旋转，然后受到了喷雾

清洗。部件放在工装里，受到向前或者向后的离心搅拌而旋转。这样科里奥利加速度足够的力量转

移的液体清洗剂，再将清洗剂推进到含有助焊剂残留物和其它污染物的空隙里。此方式可以使清洗

剂做平行移动并有效地渗透到部件表面和紧密排列的组件的下面。产品每几秒钟向相反方向旋转，

破坏层流模式和旋涡的形成。这将产生瞬时随机液体流动，是推进产品在相反方向旋转，最大限度

地利用离心能量。从四面八方层随机液体流动形成的彻底洗涤和冲洗的动作，并克服任何的阴影效

应。清洗机理是渗透洗涤和冲洗液体进入狭小的空间、螺

纹孔、盲孔、型腔、助焊剂和脏污夹裹的

所有其它地方。

离心能量用于半导体封装相关的污染去除，80年代末以来用于混合电路和印制电路板。电子部件和

零配件的离心力的作用已被军事广泛研究。最易受损伤的部件是那些绑定连接线，MIL-STD-883规

定，在2001版本的测试方法，大型混合电路的加速度力是恒定的5000 Gs，小型混合设备必须承受

30000 GS。在离心清洗，恒定

加速度的力是转速和旋转半径的函数。市售离心清洗系统可使产品受

到最大的341Gs力，这是远远低于可接受的范围内。

离心清洗是一个半自动化的批处理过程，在中等产出量半导体器件或者量少的混合物或者SMT组装

过程中应用广泛。传统的离心式清洗设备与其它批量清洗设备和工艺有许多相似之处，相似点包

括：

• 占地面积小，以最小的功耗

。

• 半自动化的过程，需要操作员来加载和卸载物体。

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• 污水排放低或者为零。

• 编程灵活。

然而，离心批量清洗与传统的批量清洗，有一些工艺特性不同，包括：

•典型的离心清洗工艺循环时间低于15分钟。

• 产品通常不需要额外的设备或者与干燥相关的工艺步骤。

• 可以用空气喷雾与浸泡洗涤相结合以消除阴影。

• 灵活的清洗机兼容性，去离子水、水基化学试剂或者溶剂/萜烯。

• 产品尺寸受限

于离心工艺箱体的尺寸。

• 需要工程制具来固定设备，可能需要多重设计，这依赖于产品的补足。

传统的离心式的清洗设备运用单轴驱动单元，这样的设计是为了支持定制或者通用的产品的制具或

者印制电路板组件（PCBA）。单轴驱动单元是基于自身中心轴进行旋转，既能够产生偏向力和离心

加速度也可以凝聚和稳固清洗、冲洗和干燥的力度。对于每一个流

程周期、旋转的时间、温度和速

度是非常灵活可变的，并且可以通过应用程序和/或者清洁度的等级需求来定义。

典型的循环周期包含浸泡洗涤和喷淋冲洗，紧接着是旋转加热干燥的过程。清洗剂（如不饱和碳氢

化合物和水基化学溶剂）在必要的情况下可以应用于浸泡洗涤循环周期中，为了能去除非极性残留

物。关于冲洗循环

周期，通常会利用工业用去离子或者纯净水，更有效地去除有极性的残留物。产

品在围绕自身中心旋转的同时，极细的雾化的工业纯水会被喷入到加工的机器膛内，并且在基层之

上，冲刷和去除一些残留的洗涤溶解液或者离子残留物。有些系统可以合并成机载的闭环式的可循

环系统，这样的系统可以降低涉及“带离”过程的溶剂消耗和冲洗的残留物

。当使用溶剂与纯水分

离的方式清洗时，系统会自动从冲洗水中分离洗涤溶剂出来，并且回流至洗涤溶剂回收处，使其可

以重复利用。使用过的冲洗水溶液之后会通过过滤净化系统，重新存储成与原来净化等级度相同的

冲洗水溶液。加热旋转式的干燥加工过程是完全集成在与洗涤和冲洗步骤相同的机器膛内。底层会

基于自

身的中心以特殊的高速率和周期率进行旋转，与此同时加热与过滤后的气体被注入到机器膛

内，完全地干燥和去除在冲洗过后一些残留在表面或者在元器件下面的液体溶剂。

12.7.16 批喷淋清洗批喷淋清洗设备可以包括单腔体、多腔体和按加工处理流程步进式的清洗设

备。单腔体的清洗设备可以将一批组装部件在同一个腔体内分步进行

清洗与干燥，同样的，使用多

腔体的清洗设备可以将多批组装部件在独立的多个腔体内同时进行清洗和干燥的加工处理。使用步

进式的清洗设备，是将各个专属的加工过程独立到每一个腔体内，如洗涤、冲洗和干燥。

12.7.17 单⼀和多个⾃主腔单一或者多个自主腔膛式批量清洗系统使用旋转式喷射悬臂将溶剂喷

射到已固定好边缘的板子上。清洗

循环可能包括预洗涤、洗涤和多次冲洗阶段。清洗剂可以被加入

到各个周期阶段。最终的冲洗阶段通常使用去离子或者工业纯水。关于洗涤和冲洗阶段使用的数

量、型号和持续时间一般都是比较灵活可变的。

虽然大部分这样的系统的功能类似于家用的洗碗机，通常来说家用的洗碗机并不是很适合这样周期

时间被固定的制程，而且

建造机器的原材料也不适合很多溶剂或者助焊剂，清洗剂（包括去离子

水）和温度控制。此外，洗碗机喷射力普遍不足以确保把元器件的底部冲洗干净。

关于批清洗系统的主要优点是它们较小的尺寸、能源的利用率、低成本、较低的化学品的使用量和

程序的多功能性。典型的单腔膛批量清洗系统要求至少3m

[10feet

]的场地和操作区域。容器柜的尺

寸比较小，容易允许低或者零排放的结构，而且能源的使用也只有在部件被清洗时才会产生，因此

使用量非常小。

基于事实要求，各个洗涤制程的阶段是可单独程序化的，洗涤和冲洗时间、冲洗的次数和需要清洁

的等级可以被独立程序化的，并且可以设定很宽的范围。

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单个和多个自主腔膛式的批量清洗形式的主要缺点是周期时间和负荷灵敏度。周期时间，是基于干

燥的等级需求，可以从15分钟至45分钟。实际上很难使用风刀形式去去除水分或者水分子，在一个

循环周期中，干燥过程一般会是时间最长的部分。部件如何相对于另一个安装在架子上，有多少部

件能够放入洗涤腔膛内都会影响清洗的时间和效果。批清洗系统的手

动装载和卸载部件也会被认为

是一个缺点，尽管使用额外的装载架子可以最小化这个缺点。

12.7.17.1 标准的周期单个腔膛批量清洗的周期能够包含预洗涤、洗涤、冲洗和干燥阶段。

预洗涤阶段通常被运用是为了除去一些水溶性工艺脏污或者助焊剂。清洗水被充入进清洗的腔膛，

接着再流经板子。在水溶性助焊性存在的情况下，相当大部分的助焊剂的去除在此阶段完

成。在松

香基助焊剂存在的情况下，虽然预洗涤阶段很高的水温可能水解助焊剂并使助焊剂去除变得更困

难，但是预洗涤阶段有一个额外的益处就是把部件的温度提升并接近助焊剂去除工艺的要求。一些

清洗系统可以在预洗涤阶段有选择性地添加一些额外的表面活性剂或者化学试剂。在一个程序化的

再回流时间的最后，预洗涤溶剂从清洗腔膛中被排放出。

洗涤阶段

主要用于去除板子上的助焊剂和脏污。如果需要，可应用干净的水和程序设置好用量的清

洗剂再循环到板子上。大部分系统带有可存储溶剂并能够重新使用溶剂的存储柜，这样一来可以减

少废液。

仅单个的水洗过程，可能足以除去一个特定的电路板组装上的污染物。去离子水也可以用在一个开

环或者闭环过程，以推进清洗过程。然而，很多次由于组件上使用的助焊剂类型，为了有效去除污

染物，化学添加剂是必要的。

虽然考虑经济和环境单个水洗过程是首选，当使用化学溶剂能够使得

环境和经济都可兼备也可以考虑。

通常情况下，具体助焊剂的选择决定了要使用特定的清洗介质。例如，如果一个有机的酸/水溶性助焊

剂或者焊膏被选中，你可以选择完全去除助焊剂残留物的特定纯水。选择清洗介质时应该谨慎，因

为有几个外部因素可能会影响清洗介质的选择

，正如在本文中以前所讨论的。虽然去除助焊剂经常

是清洗机的一个主要目标，我们必须考虑其它过程中的污染物，包括电路板和组件制造残留物，以

及非助焊剂相关的残留物。额外的非极性残留可能需要使用化学添加剂。清洗剂特定的化学成分、

在清洗过程中该清洗剂的浓度、每个周期的化学溶剂的损失量以及在排水周期对化学溶剂的处理，

所有这些因素有助于这样低成本、高效益、环境友好的化学制程。

多次冲洗、

循环和排水周期或者封闭循环冲洗可能被采用。闭环系统不断循环的冲洗通过DI树脂和

碳床的一部分。在这两种冲洗排水和闭环系统，冲洗水电阻率等级是被监测的，可用于确定冲洗完

成的时间。在多个冲洗过程（非闭环）的情况下，一些系统允许在最初的几个冲洗时引入少量的冲

洗溶剂。

12.7.17.2 ⼲燥在单腔膛或者多个自主腔的批量系统

中，干燥步骤通常是最长的工艺步骤。干燥包

括在腔膛中蒸发到空气中和紧接着去除。干燥时间主要是控制腔膛温度和空气流通的功能。干燥期

间的加热是批量清洗设备的必需元素。批量清洗机可配备对流、辐射或者两种加热技术。鼓风机去

除腔内的潮湿和水分饱和的空气而且使其变成干燥、能吸附水分的空气。

12.7.18 步进式腔膛其基本原理是有分隔的腔膛

，分别用于清洁/冲洗和烘干。装载筐沿机器水平

方向滑动，无论是手动或者自动，以至于没有升降部件。可以单独控制每个操作的持续时间，使批

量处理系统充分展现它的灵活性。这些措施包括低能量，少量的水溶剂的需求，运行成本低，在每

一步的调整周期时间的能力，最大限度地提高清洗各种电子组装产品的有效性。

只有印制电路板放置

正确导向，在装载筐中间隔，才可以得到最高的效率，并且影响很高的峰值功

率需求。解释，峰值功率是在清洗剂冲击和传输到低间隙组件底部时才会被需求。阴影效果可以从

需求的冲击中保护或者屏蔽电路板，并可能导致清洗变异。

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