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地 允许这些 变 量， 如 可 选/ 可 互换 的 喷 嘴 、可 调式喷 雾 喷 头 和 变 量 泵 的 转 速控 制的 灵 活 性， 将 有 助于 使 用 者 在板面上 产生最 佳 压 力 从 而 获 得 最 好 清洗 效果 。 12.9.1.5 控制清洗的 过 程 清洗 过 程 是 动 态 的。在 水溶液 中的 过 程中，清洗 环 节 使 清洗 剂 和 水变 成 水 蒸 气 排 到 排 气 口 ， 蒸 气 进入 通 风 排 气 口 …
12.9.1 过程变量 像化学清洗方面一样重要，纯粹物理的机制起着重要作用。一般说来，使用的热
量及机械能量越高，清洗效果越好。
12.9.1.1 清洗剂浓度 清洗剂浓度是清洗剂性能的一个参数，此外清洗温度、机械力也起作用。
12.9.1.2 清洗剂温度 由于清洗剂温度的提高，溶剂型污染物溶解得更快。温度越高可使焊剂变得
更温和以及更快地去除焊剂，高温
时可以减少冲洗的次数。最佳温度取决于清洁设备、清洗剂、污
染物以及元器件。
12.9.1.3 清洗剂时间 清洗时间与元器件的间隙高度有很强的关联性。倒装芯片、μBGA封装芯片、
LGA封装芯片，QF封装芯片、薄片电容以及其它组件类型组件与电路板表面的间隙按大小排列而
减少。组件间隙高度低于3-5mils要求提高清洗时间以穿透并移除所有助焊剂残留。对于高密度组装
了
细间距元器件的组件，必须计划进行长时间的清洗冲击。当选择使用清洗设备以及清洗剂时应该
考虑这个因素。
12.9.1.4 冲击能量 为了改善清洗细间距元器件效果，研究数据表明流体流动、板表面的压力、方
向力和清洗时间可改善制程清洗率。清洗设备的清洗部分是相当重要的。研究数据发现表明在清洗
阶段未完全消除的助焊剂残留在冲洗阶段也无法去除掉。保持压力循环同样缩短了在清洗中要求的
时间量。
通过使用各样的喷嘴
和泵技术可以实现清洗冲击。为了移除在间隙少于3-5mil下的助焊剂残留，清
洗时间以及清洗温度是关键参数。在回流焊过程润湿的助焊剂会穿透小的组件间隙并形成一个助焊
剂屏障。为了打破助焊剂屏障，清洁液以及冲击力必须首先溶解残留物以产生一个缺口使清洗液流
动到组件的底部。某些助焊剂残留物需要花较长的溶解时间，增加了清洗的复杂性。
12.9.1.4.1 流体流量 流
体流 量通常用每分钟的加仑量（GPM）进行表示。在清洁过程中所需提
供的GPM总量基于：进入净化器的水、净化器的储备箱、泵、设备中的水管装置、喷嘴型号、喷嘴
数量、存储罐的回收率。有充足的入水供应是非常重要的，特别是对于储液箱容积有限的清洗机。
一个储备箱储备大量供水或者化学与水混合物以满足运行
一个清洗过程所期望的流量。它也允许热
的液体的优先使用。一个效能泵会花最少能源消耗量传递最大容积的流体到整个清洗系统。喷嘴的
类型和数量将改变流体流量的限制。应该根据流量以及压力等特定工艺要求选择喷嘴。流体的流动
符合流程是考虑点。如果流体在通过一个闭环系统，可少补给水。如果流体
泄漏，必须替换整个容
积。
12.9.1.4.2 定向⼒ 由于电路板设计的复杂性和存在在组件之间和下方的越来越小的间隙，适用于
电路板的定向力量是清理所有污染物的关键。通过板的顶部和底部的各种喷嘴和可调喷杆，可以实
现不同的定向力。流体的流动方向和力量的大小是由喷嘴和板面之间的距离决定的。
12.9.1.4.3 板⾯的压⼒ 在板面的压力或者冲击力是难以衡量的。影响板面的压力的主要因素
有：
• 通过水泵、水管以及喷嘴的流体的流量。
• 水泵的出口压力。
•喷嘴的数量和类型（可以根据施加的限制来增加或者减少压力）。
•流体喷雾和板表面的距离（距离越短，在板面的压力越大）。
通过控制 这些变量，你 可以 增加或者减少板面的压力。重要的是要在板的表面找到适当的平衡压
力，使清洗过程去除污染物，而不会破坏脆弱的部件。一个清洗系统，应尽可能
多的在过程中灵活
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地允许这些变量，如可选/可互换的喷嘴、可调式喷雾喷头和变量泵的转速控制的灵活性，将有助于
使用者在板面上产生最佳压力从而获得最好清洗效果。
12.9.1.5 控制清洗的过程 清洗过程是动态的。在水溶液中的过程中，清洗环节使清洗剂和水变成
水蒸气排到排气口，蒸气进入通风排气口，和洗涤液带出的化学物质隔离。这三种类型的损失
需要
最小化，以维持一个具有成本效益的过程。本节提供监测洗涤浓度、自动化过程控制、洗浴环境和
洗浴环境寿命延长的信息。
12.9.1.5.1 清洗槽监控 清洗槽监测中常用的方法有滴定法、折射率检测、分割的相关性检测和洗
浴分析仪。
12.9.1.5.2 滴定法 滴定用来表述在碱性洗浴通过测量自由碱度在清洗液中的碱性物质的浓度。操
作者应该清楚明白PH数值之间是以10
为倍数的差异（对数）。pH值是用来衡量溶液的酸度/碱度的方
法。 pH值范围是0-14，是产品在每摩尔水中氢氧根和氢离子的浓度。在pH值为零，水合氢离子（H
3
O+）的浓度是一个摩尔，而在PH为14时，氢氧根离子（OH-）为一摩尔。换句话说，pH值不是一个
线性的关系。例如，一个pH值为10的摩尔浓度远大于PH值为9的十倍。
许多水基清洗剂都是用的PH值为9至11的弱碱成分。滴定过程是测量清洁洗槽中可测得的毫升相当水
平的碱性。毫升相当水平的碱性与浓度相关。
这种方式适用于以皂化为基础的清洗剂，同样也适用
于可溶于水且含很少甚至不含有机原材料的碱性清洗剂。在清洗剂会与残留物反应的情况下，跟踪
碱性清洗剂的浓度很重要。
12.9.1.5.3 折射率 介质的折射率是通过测量光速（或者其它波，例如光波）在介质中的降低量得
到的。例如，典型的钠钙玻璃具有接近于1.5的折射率，光在其中的传播速度是
真空中的2/3。玻璃和
其它透明材料的两个共同特性都与折射率有关 。第一，当光线从空气到材料界面时光线会改变方
向，这点应用于透镜。第二，光线在不同的折射率材料的界面时会发生反射。在解决糖的问题时，
折射率可以用来测定糖的含量。这篇文章与清洗浓度有关。用测定折射率的方法可以基于溶有清洗
剂的污染物的方法。这种方法十分适用于未经利用过的清洗剂。
12.9.1.5.4 清洗室监控技术 由有机原材料设计而成的水清洗剂在水里可以部分溶解并形成明显的
分层。通常，溶剂的密度比水的低，当清洗溶液处于静态时，溶剂将漂浮在表面。当清洗槽中的溶
液充分搅拌时，溶剂以小滴的状态分散到水里。当清洗机搅动停止时，不能溶解的溶剂就留在了清
洗机箱的表面。溶解层表现了溶剂在水里的溶解度和其它的污渍和成分
中哪些可以优先溶解到溶剂
里。水相表现为溶剂和其它附着有溶于水的清洗剂的材料。
这样运用传统的技术会比较难监测像滴定以及折射率这样的指数。通过中和清洗槽达到一个终点
（滴定）来关联清洗浓度，不能说明有机原材料。比起水相，折射指数有相当的难度，因为不可溶
解的颗粒折射不一样。监测技术包括但不限于可使相分离与浓度关联的技术。
12.9.1.5.5 ⾃动化清洗机操控 水清洗剂在不同的浓度范围操作。不同的供应商根据它们自己的工
艺技术提供的控制系统不同。
12.9.1.6 化学品配⽐装置 配比装置采取了许多种设计途径，如文丘里管、水速降低装置、阳极排
水泵、定时以及通过增加补充水和压力活塞测量动力装置。当往清洗槽中加入水时，这个配比装置
就会添加清洗剂。这个装置设计在一定 的清洗剂浓度范围内工作。在工作范围内，当添加补充水
时，泵通过刻度盘来分配清洗剂达到期望的水平。文丘里管通过变换节流面积大小来改变清洗剂浓
度，通常需要一个压力来调控流注来保持添加参数。为了保证化学配比装置可以保持清洗机在设计
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的浓度范围内，运用了清洗机监控测量。从清洗槽监测测量上读出的读数可作为这个化学配比装置
的反馈，以得到合适初始清洗槽的浓度以及恰当保持浓度。
12.9.1.7 程序操作系统 自动监控和调节清洗机的浓度。这些装备监控实时和有用地监控清洗室并
精确地加水和/或者加化学药剂去维持一个最适宜的浓度和流动水平。自动化控制系统可以使用可
编
程逻辑控制单元和化学测量设备去实时地控制清洗机。由于溶解残渣影响了读数的局限性，基于折
射率指数设备在控制浓度时表现出相似的局限性。清洗机监测技术的辅助手册被用来相互校验去保
证过程控制系统册维持在控制范围。
12.9.1.8 ⼿动添加清洗槽 许多清洗槽的浓度是通过手动方法控制的。该方法的成功取决于使用清
洗剂的有效清洗范围。清洗浓度范围越宽
，手 工清洗的时间间隔越长。由于清洗剂和水的动态损
失，机器仅会增加水而已。这最终导致清洗浓度减少到清洗剂不再有效的水平。可以采用电路板清
洁测试和手动清洗浓度监测来决定最低可使用浓度。一旦建立了最低点，该段时间内使用的清洗剂
数量将被确定。此时，必须在清洗槽中加入更多的清洗剂，用来使得浓度增加回到范围的峰值。过
低
的清洗浓度可能导致清洗槽起泡沫，并可能造成水平离心泵机械密封的失效。
12.9.1.8.1 清洗槽的初始添加 起初的清洗箱通过总的清洗箱容量乘以要求的浓度比得到填入的适
当的化学浓度。例如，100加仑的箱要求15%的浓度，那么需要15加仑化学剂和85加仑的水。
12.9.1.8.2 维持清洗槽的浓度 一旦清洗浓度稀释了，应该使
用一种水清洗监控方法来建立当前浓
度。当当前的水洗浓度确定时，它应该从目标浓度中被减去。结果浓度上的不同，我们应该通过增
加清洗剂使得清洗箱中的浓度回升到目标浓度，并且通过检测方法来验证。增加的清洗剂数量X加
仑=[（目标浓度-实际浓度）（清洗箱容量/加仑）]/（100%-目标浓度%）。
12.9.1.9 清洗槽的寿命 清洗
箱的寿命受很多因素影响，包括：
• 焊剂残留类型和饱和速率：焊剂类型和活性污染物广泛是基于电路组装设计和过程的需要。所有的
水洗处于它们的污染物饱和临界水平，在该水平它们难以清洗或者污染物会重新沉积到部件上面。
• 水清洗箱损失和补给：清洗液通常经由排气和蒸发流失，同时被清洗的电路板以及润湿的设备带
出。清洗箱可以补给未加工的清洗剂和水。损失的加上额外
补给，增加了到达污染物饱和临界的时
间线。某种情况下，水清洗达到一个污染物饱和稳定状态，它使清洗槽寿命更长。
• 清洗剂设计：为了支持清洁要求，需要很多因素和水平。清洁材料随着时间而耗尽（氧化和减
少），或者随着时间发生变化。清洗温度、浓度、冲击损耗、泡沫和污染物类型等许多因素可以影
响清洗剂的能力，保持在不降低清洁效果的情况下保持稳定和保持污染
物的效果。
• 清洗剂浓度：污染物沉积临界值是反映清洗剂去除污物所依靠的有效活性成分水平的一个参数。更
高的清洗剂浓度能够增加对污物清洗饱和度。
• 污染物和清洁作用：酸性流体残留物可以与水性清洗剂反应，因此改变了它们的物理性质。清洗温
度和清洗冲击作为催化剂可以增加这些作用。
12.9.1.10 污染物饱和极限 对
于每种污染物，在清洗槽内饱和后都会造成后续无法有效地清洗。锡
膏临界装载限度取决于很多因素，包括锡膏类型、清洗剂、控制清洗浓度、温度和动态能量。
12.9.1.10.1 污染物饱和的线性化 典型的动态清洗由于失去排气疏散、蒸发和拖拽。在缺乏清洗、
焊剂残留的情况下，可能以一个线性比率加载。以线性比率加载水基型清洗剂是典型的伴随有低蒸
汽和
损失拖拽的静态清洗方法。这是一个典型的水清洗过程。
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