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1 1.2.3.1.3 ⽯蜡烃石蜡烃是简单的直链碳氢化合物。这些材料非常稳定且通常不可能改变。石蜡烃对于很多非极性污染物具有非常好的溶解性。要去除离子残留物和极性助焊剂成分，配方中应加入一种含氧碳氢化合物。石蜡烃不溶于水但加入表面活性剂后可以助冲洗。与这些混合物一起配 …

• I型半水基清洗剂-有限的水溶解度。

• II型半水基清洗剂-易溶于水。

11.2.3.1 I型半⽔基清洗剂 I型半水基清洗剂的设计可以不溶于水或者部分溶于水。配方设计师们

选择一个多样化的有机化合物组合来匹配用于助焊剂组分中的不溶于水的非极性原料。清洗剂的功

能与表面活性剂相似，对松香和树脂结构有较强的吸引力，而对有机酸和离子残留物有较弱的吸引

力。这种清洗剂的设计，旨在润湿并在印制电路板表面均匀扩散而形

成一个单分子层，其中轻微的

极性氧基团在水界面相互键合，而烃链与松香、树脂和聚合物污染物键合在一起。

第二步设计需要考虑的是，把进入化学分离冲洗阶段的残留清洗剂分离出来的能力。清洗剂在冲洗

贮槽中形成一系列不溶性的液滴。随着时间的推移，这些清洗剂液滴彼此足够靠近，以致可以克服

其各自的表面张力。机械接合设

备从冲洗水中提取清洗剂。有时候这种提取的清洗剂可循环使用，

有时候则作为一种非危险废物被收集。从冲洗水流中去除有机化合物，可为排入下水道的化学分离

冲洗流降低化学需氧量和生物需氧量。另外一种方法用超滤和吸附法，从冲洗水中去除有机污染物

而使其能够重复使用。

常见的用于电子组装清洗的不溶于水的化学制品如下：

11.2.3.1.1 三萜烃类

随着公司逐步开发替代性的清洗剂，以取代含氯氟烃，萜类分子对松香和一

些树脂助焊剂残留物表现出良好的溶解性能。萜烯类是广泛存在于自然界中的天然溶剂。萜烯为基

础的电子清洁产品，是推向市场的一流的半水基清洗溶剂。从1988-1992年，萜类制剂的出现成为首

要的清洗候选以取代含氯氟烃。

萜烯类产品，在用于电子清洗应用时其纯度十分重要。杂质可以形成萜烯

类氧化物，往往呈微黄色

并散发一种刺鼻的桔子气味。这些氧化物质是沸点较高的材料，并可以在已清洗的零部件表面再沉

积。萜烯氧化物具有极低的溶解特性，因此，含萜烯类产品供应商使用高纯度的原材料。这不仅能

提高产品性能也能减少异味。

萜烯类是非常好的溶剂且在室温下就能很好地工作。闪点范围是43° C-54° C[110° F-130° F]。适

当地

制定电子清洗配方，萜烯类可为松香和一些以树脂为基础的助焊剂残留物提供良好的溶解性。萜烯

类配方采用两步冲洗的过程。第一步使用一种萜烯乳液与水协助清洗组件。冲洗水进入到单独的贮

槽后采用机械方法将萜烯从冲洗水中分离出来。

11.2.3.1.2 脂肪酯以脂肪酯为基础的配方，结合了低蒸汽压材料和嵌段共聚物表面活性剂，具有

较高的闪点且

基本上无异味。主要优点是以最小的排放量清洗，闪点高（138° C[280° F]）、气味

小，高的助焊剂承载能力和重烷烃的溶解力如蜡和油脂。主要缺点是脂肪酯很难与助焊剂残留物成

分相匹配。

脂肪酯配方能够去除松香和一些免清洗助焊剂残留物。脂肪酯不溶于水但可以与乳化剂一起用来改

善水冲洗效果。

含脂肪酯和已溶解的助焊剂残留物的

冲洗水可使用成膜设备和膜过滤分离。水可以进一步处理处置

掉或者返回到制程中。分离的清洗溶剂一般进行收集或者循环利用或者作为无危害废弃物进行处

理。冲洗槽可用活性炭床和离子交换树脂关闭回路。

脂肪族酯在大部分用于电子组装过程的元器件上表现出极好的兼容性。这项技术所换来的不利条

件，是在密封装置、连接器和对低固量树

脂和聚合物结构表现极差的去焊剂性能上是一个滞留不前

的问题。

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11.2.3.1.3 ⽯蜡烃石蜡烃是简单的直链碳氢化合物。这些材料非常稳定且通常不可能改变。石蜡

烃对于很多非极性污染物具有非常好的溶解性。要去除离子残留物和极性助焊剂成分，配方中应加

入一种含氧碳氢化合物。石蜡烃不溶于水但加入表面活性剂后可以助冲洗。

与这些混合物一起配制的半水基清洗产品，结合极性和非极性组分以提

高清洗性能。这系列产品具

有高闪点和低毒性。当结合水用于冲洗时，这些清洗剂已证实在从印制线路板上去除离子污染物和

松香残留的有效性。

在操作中，石蜡烃可用于行业标准的半水基清洗设备。洗涤温度在49° C-71° C[120° F-160° F]可提

高清洗性能。清洗组件需要用DI水（去离子水）冲洗。因为这种材料不是水溶性的，所以要采用一

种两步冲洗步骤。冲洗初始，采用一种大约90%

去离子水/10%清洗剂的混合乳液冲洗较为可取。这种

方法可提高清洗剂脱离基质的冲洗能力。残留物和清洗剂可转移到一个独立的贮槽中，在此贮槽中

水和清洗剂是分离的。它可以降低排出水中有机物的含量，从而减少了废水处理的要求。随后的冲

洗用水一般含有低水平的污染物，可以直接排入下水道或者送入封闭的循环系统处理。

像脂肪酯一样，石蜡烃也具有

低气味、低毒性和高闪点>93° C[>200° F]的特点。这种技术所换来的

不利条件是在密封装置中，对于一些助焊剂的清洗效果有限，以及冲洗过程需要两个步骤仍是滞留

不前的问题。

11.2.3.1.4 ⼄⼆醇醚化合物乙二醇醚是以一组使用低分子量醇和醚的性能优良的复合溶剂属性烷

基醚为基础的溶剂。很多种乙二醇醚溶剂都是可利用的，并可通

过初溜点、沸点、在水里的溶解性/

不溶性和清洗特性进行选择。

以含氧的乙二醇-醇化合物为基础的半水基产品，已证明其对水溶性、松香、低固树脂和合成高分子

助焊剂残留物的有效性。本系列产品一个最关键的优点在于它可以被设计、改造而达到清洗剂配方

所需要达到的性能。这类产品在操作温度为37° C-71° C[100° F-160° F]时性能表现最佳。类似于其

它半水基清洗剂，工程清洗剂可用于工业设计的半水基清洗设备。

11.2.3.2 II型半⽔基清洗剂水溶性半水基清洗剂本质上通常是非极性，可与有机酸，松香和免清

洗助焊剂组分中发现的极性羧基官能团很好地相互作用。含氧的清洗剂能与水分子形成氢键并且包

含了永久偶极子，使其可以与极性分子包括水很好地相互作用。这些哥伦比亚和范德华引力增强了

水基。

水溶性半水基清洗剂因为清洗剂在水

中的可溶性改善了去离子水的冲洗效果。使用水溶性半水基清

洗剂所换来的不利条件是无法澄清或者从冲洗水流中分离出清洗剂。通常，化学离析冲洗液是在获

得必要的许可后送去当地具有处理设施的公共机构。如果需要闭环防漏冲洗，可使用膜过滤系统从

水中分离出有机成分来恢复化学离析冲洗水。冲洗部分通常是封闭循

环使用活性炭床和离子交换树

脂。

11.2.3.2.1 ⾮直链式含氧⼄醇非直链式含氧乙醇是废稻壳、甘蔗和其它生物的自然派生。这个环

状结构化合物含有乙醇基团和醚键。乙醇和醚基团加强了化合。乙醇和醚基团加强了化合物去除极

性和非极性污染物的效果。此外，氧基团促进了与水和典型的助焊剂残留物中羧酸

基的氢键形成。

非直链式含氧乙醇制剂已证实能有效地去除所有助焊剂残留类型，包括水溶性、松香、低固量树脂

和合成聚合物。以这种技术为基础的配方也能有效去除烘烤后的助焊剂残留物。低的表面张力和润

湿特性促进了细间距元器件间的渗透。这类产品在操作温度范围为37° C-71° C[100° F-160° F]时能

最好地工作。非直链式含氧乙醇制剂用于工业要

采用半水基清洗设备。

11.2.4 半⽔基清洗剂的性能表11.1列出了一系列以半水基产品为基础的清洗性能。

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半水基产品不会随着蒸汽除油剂不断蒸馏。相反它们用于批或者在线设备，其中部分设备用半水基

有机清洗溶剂洗涤，再用一系列水基冲洗液进行冲洗，然后干燥。纯净的半水基清洗剂是易燃的，

这在很大程度上影响了工艺技术。然而，所有这些工艺已经安全地运行了几十年。

11.2.5 清洗剂的兼容性必须要考虑半水基清洗剂与用于印制线路组件产品中的塑料、弹性体和其

它材料的兼容性。大多数半水基清洗剂供应商

会提供兼容性数据表。这些数据表是作为两个主要的

兼容性问题的指导方针：经历部分清洗的短期兼容性和经历设备清洗的长期兼容性。讨论材料与清

洗剂的兼容性时要考虑的重要因素是：

• 了解材料暴露在清洗剂中是什么状态，例如，高温、暴露的长度等。数据必须来自于严格模拟实际

产品用途的测试方法才有意义。

• 测试材料完全与那些用于终端产品的一样。数量不等的

填料或者增塑剂可以极大地影响材料的兼容

性能。

•比较以目前的清洗方法作为基准参考的兼容性数据。

• 了解清洗剂对所有适用性能材料的影响（例如：光泽度、附着力、耐腐蚀等）。

考虑被清洗材料与清洗工艺和设备的兼容性。包括浸没于液体、高压喷淋、超声波能量、干燥步骤

中的高温，等等。

由于测试方法的不同以及与各个生产工艺相关的具体条件的需要，每位用户在评估半水基清洗剂时

应该进行各自的兼容性测试。

11.2.6 半⽔基⼯艺中冲洗⽔的性

能在半水基工艺中水作为冲洗剂使用。在半水基清洗工艺中通常

有两个水冲洗阶段。第一个冲洗阶段去除大部分溶剂以及溶剂无法去除的任何离子残留物。随后的

第二次冲洗是用来确保当组件传送到干燥阶段的时候表面上仅有高纯净度的水存在。然而，世界上

从一个地方到另一个地方的水质有非常大的变化。这种水质同时影响到清洗剂的冲洗能力和设备的

性能。

有很多因素应该进行检查

以确认清洗水。第一步也是最常见的检测水纯净度的方法是测量水的电阻

率（或者其倒数、电导率）。理论上纯净水的电阻率为18.25MU，或者0.55μmhos电导率。取决于组件

的关键性，一般用于流入半水基清洗工艺冲洗阶段的进水电阻率应该是1-5MU。组件越关键，水的

电阻率应该越高。要满足这种要求将要消除能留在组件上的离子材料，这些离子材料对产品的可靠

性有不良影

响。

对于非离子污染物的检测，总悬浮物（TSS）、化学和生物需氧量（COD、COB）和/或者进水中总

的有机质含量（TOC）必须进行测量。这些测量比电阻率的测量更为复杂，因此这方面水纯净度的

表11-1 ⼀系列以半⽔基产品为基础的清洗性能

性能萜烯为基础脂肪酯为基础⽯蜡烃为基础

⾮直链式含氧⼄醇

为基础氧化的

沸点，° C[° F] >170 [>338] >200 [>392] >200 [>392] >170 [>338] >160 [>320]

闪点，° C[° F] 55 [131] >130 [>266] >90 [>194] >70 [>158] >70° C [>158]

比重，25° C[77 °F] 0.80-0.90 0.80-0.90 0.8-0.90 1.02-1.08 0.88-0.98

表面张力，dyne/cm

25° C[77° F]

25-30 25-30 27-34 22-28 26-32

气味柑橘味温和的芳香烃味非常低温和的酒精味温和

蒸汽压 <2.0 <0.2 <0.002 <0.3 <0.3

蒸气密度

（空气=1） <1 <7 <1 <4 <5

在水中的溶解性不溶不溶不溶溶解部分溶解

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