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3.4.1 实施免洗技术涉及的因素当零件更大和间距更宽时趋向采用免清洗。 2 在 90 年代初期，大家都跳上这股浪潮来节省运营和资本成本，以及淘汰已经发现并鉴定为新的、非臭氧消耗的清洗工艺。今日，免洗可能不再是广为流通的芯片尺寸封装和倒装芯片所选择的工艺；或许免洗制程应该为低电压 …

3.3 制程残留物及其对产品可靠性的影响产品的可靠性是表示在一个特定的期间范围内的环境条

件下该设备的功能。更高密度的、更大的、更小的叠层元器件、以及更小的托高高度等正在改变电

路板清洁度的定义。质量保证的传统观点等同于以可见残留和溶剂萃取测量的电阻率来衡量的电路

板可靠性。随着元器件尺寸减少和托高高度的降低，提取和衡量与产品质量相关的残留物的能力被

质疑，所以需要提出其它被认可的测试方法。

由于电路板设计的复杂度增加，可靠性问题面临更大的风险。

显著的行业变化增加了清洗的价值，

包括

：

• 细间距增加了电路的敏感度（少量的污染，可见残留物和气体污染两者能够改变电路的输出）。

• 助焊剂化学成份的变化，降低用于密封和包住制造残留物的高固态松香的含量。当今许多助焊剂的

成分使用更少的阻抗性活化剂。低固态含量助焊剂的成份，通常以弱有机酸配制，留下的化学残留

物与离子电导率/电阻率试验测量并不直接相关。

• 组装板集成使得组件经过多次组装

操作，在清洗前可能将残留物烘烤到表面。例如对组件而言，在

表面贴装技术中对顶部和底部元器件进行再流焊接、波峰焊、选择性焊接、底部填充等应用程序，

返工和局部的毛刷清洗等是常见的，二次加工可能会在精密的和关键的区域内有小面积残留物。

• 残留物风险源自裸板、元器件以及二次制程残留物。

• 气候可靠性问题来自于在恶劣环境中工作而设计的高功率设备。

• 非离子残留物的影响将需要进行评估，且必须建立适当的测试方案。

3.4 免洗与清洗低固含量助焊剂/焊膏（有时称为“免洗”）出现的驱使下，有一个普遍的误解，

即清洗已成为过去的问题。现实情况是清洗的全面性需求并没有减少。清洗需求已经转变或者保持

过去原有的并且加入了已开发的新需要。更具体而言，免清洗过程并非意味着清洗是不必要的，清

洗在免洗制程中扮演着成功实施

的关键作用。低残留（“可接受的污垢”）组件已将清洗从组件阶段

转向裸板制造和元器件制造阶段。今日的电子电路为了满足可靠性要求往往需要清洗。实际上，免

洗方法往往是不可行的选择。

许多用户目前在装运前清洗低残留焊接组件。合同组装业者在执行低残留焊接已发现某些客户要求

清洗组件，不论进行组装操作的助焊剂的种类。虽然某些助焊剂/焊膏制造商声称低残留助焊剂/焊

膏不需要清洗，实际上有组装

厂采用特殊的清洗剂来清洗“免洗材料”，以满足设计和性能要求。

表面贴装（SMT）领域的持续发展带来了额外的清洗需求。电子组件上的空间已变得越来越狭窄，

标准球栅阵列（BGA）下方的清洗并未出现问题，因为它们有相对较高的托高高度。然而，更大的

尺寸、密度和较低的托高高度时，清洗、冲洗或者干燥将成为一个更大的挑战。倒装下方清洗的需

求也迅速崛起，以确保底部填充的附着。同样，对敷形涂覆的

最佳附着和性能而言，清洗依然是一

个重要步骤。

环境和工人安全问题在今日的清洗考虑中占了很大的一部分。制造商和组装业者都必须考虑的因

素，例如HAP（有害空气污染物）和其它有毒气体、PEL（容许曝露限度）和其它工作者的安全要

求、VOC（挥发性有机化合物）、BOD（生物需氧量）、COD（化学需氧量）、废水处理、重金属、闭

口循环和酸碱值。因应联邦和

/或者地方法规的要求，这些因素的一个或者多个可以决定清洗系统的

选择。

敷形涂覆提供一个保护层来掩蔽传导以防止水分子转移到金属表面。

保护涂层有助于防止电化学迁

移，抑制锡晶须生长，防止灰尘、污垢和其它污染物。敷形涂覆之前的组装后清洗可改善润湿和附

着力。当涂层覆盖了来自助焊剂或者保护膜残留的污染和元器件周围的离子污染，会造成附着力不

足和去润湿。

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3.4.1 实施免洗技术涉及的因素当零件更大和间距更宽时趋向采用免清洗。

在90年代初期，大家

都跳上这股浪潮来节省运营和资本成本，以及淘汰已经发现并鉴定为新的、非臭氧消耗的清洗工

艺。今日，免洗可能不再是广为流通的芯片尺寸封装和倒装芯片所选择的工艺；或许免洗制程应该

为低电压、大节距、一次性、消费性产品（1级和2级）保留。对于高可靠性应用（3级）的免洗助焊

剂残留物的清洗，需要满足清洁度和可靠

性需求。

用户必须熟知材料，熟知他们在制造过程中如何变化，以及在终端使用环境中如何影响产品的形

状、组装、功能和可靠性，从这个立场来看，免洗技术并无异于其它制造方法。

电子产品制造商现在采用的组合过程，如“简化清洗”，其中有些助焊剂残留物会存留，通常在手工

焊接连接器时，不允许使用清洗剂。

一个真正的免洗组装，某些情况下，它只是简单的不采用清

洗。在其他情况下，它是谨慎地优化制程来尽量减少残留，并验证在终端使用环境对产品耐用性的

影响。对于高射频应用，免洗制程可能是一个真正的风险来源，因为在此处助焊剂残留会充当介电

材料，并可能改变波形和传播性能。

返工和维修代表一个特定领域，需要一致的培训并满足可接受的工艺标准。行业领导者密集地进行

操作人员培训

，尤其是这些在“简化清洗”或者“真免洗”程序的操作人员。培训模块和工艺标准

都应该强调尽可能减少添加额外的助焊剂。焊接后返工清洗必须依据已定义的工艺来完成。也就是

说，清洗剂及清洗技术必须明确规定和定义；人员必须经过培训和教育后要求以正确、一致的方法

来进行返工。任何助焊剂的使用必须在焊接过程中充分活化，以尽量减少或者消除任何问题。

3.4.2 成本驱使通常

的成本驱使是减少清洗工艺包括原料、设备、人员和培训。假设清洗是一个

“零附加值”的工艺。虽然这种“零附加值”的主张经常被提到，但它完全忽略了任何可能相关的

可靠性和可能的保修维修问题。这些问题包括过度返工、无法返工的产品成本，以及使用中的失

效，包括灾难性的产品失效相关的成本和公司责任。

3.4.3 免洗材料的选择；产品设计任何与组件相关的东西必须被视为综合系统的一部分。因此，

层压板、阻焊膜、图例油墨

、元器件和敷形涂覆构成了系统。既然助焊剂和焊膏残留物不会被去

除，但在组件的设计寿命期间，它们是停留于组件上，残留必须兼容于构成系统的任何材料。这种

兼容性应该有适当的证明，例如利用加速老化后测试。

设计者和组装业者双方从概念原型到给基本客户的最终版本的整个过程都必须牢记这一点。组装业

者也必须充分考虑到在“零件添加”制程、返工、维修或者工程中所加入

的任何材料升级为长寿命

期组件。我们现在有更新的工具（表面绝缘阻抗，集成电路等）能更有效地评估组件“系统”的性

能特点。可能需要额外的分析测试，这取决于终端用户的要求。使用者可以定量比较不同焊接材料

和涂层组合以保证完整组件符合终端使用环境的设计目标。

3.4.4 什么是已知的免洗成本效益和驱使原因?

3.4.4.1 什么是（已知的）免洗的成本效益？

• 节约与清洗设备、材料和工艺步骤相关的成本。

• 省去清洗工

艺步骤和工艺时间来提高工厂生产率。

• 不占用昂贵的制造场地。

• 能够使用更便宜的组件，不会因为不够结实而在清洗工艺中损坏。

3.4.5 什么是免洗的成本驱使原因？

• 资格评定方案用来选择和更好地规范免洗助焊剂和焊膏。

• 资格评定方案用来选择和规范用在返工和维修的助焊剂和焊膏。

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• 资格评定方案用来选择符合用户的洁净度检测和免洗助焊剂焊膏工艺标准的板和元器件供货商。

• 优化焊接工艺以留下最少不干扰在线测试与敷形涂覆层附着力的助焊剂残留。

•校准自动光学检测机、标准、协议，加上所有的工艺和检验标准以及建立新的培训和检验方案。

（注：助焊剂残留物改变了视觉外观。）

• 与现有客户认证新工艺并且相应地

修改合同。

• 审查遵守所有现有的和预期的环境空气、水和固体废物法规。审查遵守所有废物处置法规。

• 确定当前和未来设计的兼容性，尤其是假如已包含或者预期的高频或者光纤电路。

• 原始设备制造商必须保证由合同组装业者或者多个场所于现在或者未来计划所制造的组件有适当的

培训和文件。替代场所是否可以遵守主工厂的要求？

• 电路是否

为了获得最佳性能或者克服可能出现的问题而设计，如清洗、焊接（J-STD-002可焊性）

或者绝缘油的清洁度，业界可能没有足够的信息来保证工艺的成功？

• 通过统计检验来确定工艺窗口的限度。

• 规定或者核查进料符合初始清洁度的要求。

• 通过制造作业来搬运免洗产品。

3.5 什么是清洗的成本？

3.5.1 清洗成本构成

成本评估包括很多因素，而不仅仅是一特定的清洗剂每加

仑或者每升的成本。一个完整的清洗成本

分析应该考虑以下项目：

• 设备成本。

•夹具成本。

• 资本成本。

• 清洗工艺的开发和验证之非经常性工程（RE）成本。

•折旧。

• 场地。

• 通风。

• 安装、设备验证、调试成本包括测试材料和实验室分析。分析其它组装工艺材料及元器件与新工艺

的兼容性，是否会有相关的敏感问题。

• 操作人员的培训成本。

• 操作人员的劳动成本。

• 水成本（如果使用水冷系统的清洗）。

• 相关于清洗工艺的冲

洗用水的过滤和处理成本（离子床、管道、中和或者处理取决于地方性法规）。

• 维护成本（劳动、灌装、引流，必要时更换设备零件）。

• 清洗剂成本（包括水如果用作清洗剂。如果水用作清洗剂或者与清洗剂一起使用，并且排放，则包

括变量下水道的使用成本。）

• 工艺性能监测成本包括浓度测量设备，萃取溶剂电阻率（ROSE）设

备和/或者离子色谱分析的成本

以及相关的劳动来完成这些任务。

• 与后清洗板组件为了确保水分含量适合于下游组装过程如敷形涂覆等进行烘烤的相关成本。

• 与清洗剂的选择和根据J-STD-001的资格评定相关的成本。

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