IPC CH-65B CHINESE.pdf - 第27页

技术基准的市场压力增加了可靠性的要求，作为电子组装业者须溯及上游的常规设计到临界以及前沿技术。 3 在过去的二十年里，传统的表面贴装技术成功地采用了低残留免洗焊接工艺。今日对印制电路板厂商的挑战则取决于密度、无铅化、微型化。 1 高性能电子组件的设计将由多层和叠层封装密度，增加输入 / 输出…

2.11.1 ⽔基清洗步骤定义

2.11.1.1 洗涤首要的清洗操作，利用化学和物理作用将不期望的杂质（污染物）从表面去除。洗

涤液可由纯水或者含弱碱性化学品的水所构成。

2.11.1.2 冲洗清洗操作（通常跟随在洗涤步骤之后），用干净纯水冲洗置换（通常是通过稀释）任

何残留污染的洗涤液。通常会采用多次冲洗来减少任何残留污染。

2.11.1.3 ⼲燥去除任何残留在已洗涤和已冲洗表面的水的制程。干燥后应该

是无脏污的表面。

2.11.2 ⽔基清洗剂的缩写定义

2.11.2.1 ⾮活性添加剂不与助焊剂或者其它制程的残留物发生化学反应的化合物。这些添加剂可

以降低表面张力、协助去除非水溶性残留物、进行泡沫控制、或者抑制洗涤介质攻击结构材料。

2.11.2.2 丙⼆醇甲醚丙二醇甲醚是含氧碳氢化合物，由于其化学结构的范围广泛，提供了配方的

灵活性。选择不同的结构可获得期望的蒸发率、溶解力性能、闪燃点和水溶解度

。对于已被选定为

半水基清洗剂产品的两种化学结构，具有低蒸汽压，闪燃点范围为74-110° C[165-230° F]，并且完

全水溶性。乙二醇乙醚一般对极性和非极性污物都有良好的溶解力，这使得它们成为电子清洗制程

优良的候选者。丙二醇醚系列呈现出比乙烯系列产品具有更低的毒性。

2.11.2.3 活性添加剂或者反应物水溶性化合物与污染物起化学反应，然后利用洗涤介质将它

们去

除。例如螯合剂、皂化剂或者化学中和剂等。

2.11.2.4 皂化剂皂化剂通常按如下进行配置：使用单乙醇胺（MEA）与松香或者无机等效配方发

生化学反应，形成一个可水洗的“肥皂”。由于这是一个化学反应，应该仔细监测单乙醇胺（或者无

机等效配方）的浓度，以确保在设计清洗线速的最大清洗效率。

2.12 其它定义

2.12.1 组件若

干部件、次级组件或者其组合相互连接在一起。

2.12.2 批清洗多个部件或者“批部件”作为一个群体清洗，此处制程周期时间是受控制的。

2.12.3 精细清洗去助焊剂后所施行的最终去除污染物的清洗步骤，或者改善经过去助焊剂或者其

它前清洗作业后的表面清洁度，并且改善敷形涂覆的附着力。

2.12.4 在线清洗部件在输送带上连续处理，而且制程周期时间是由输送带速度控制的清洗方法。

2.12.5 ⼈⼯清洗部件是由人工处理，并且制程周期时间是由操作者所控

制的一道清洗步骤。

3 组件清洗的价值和适⽤性

3.1 简介表面贴装技术发展与创新的路径是对市场所要求的高功能性、降低成本、减少周期时

间、提升质量压力的相应过程。

为增加功能，当今的电路组件将多功能性的要求纳入较小面积的电

路板设计。先进的封装设计需要更多的互连来支持功率需求和带宽。无源（被动）和有源（主动）

元器件的尺寸变小以及许多面阵列节距和托高高度也降低，这都增加了枝晶生成及电化学迁移的风

险。

同时，在板上也会扩充功能性驱动封装尺寸和较高计数的输入/输出。考虑的关键指标是表面面

积与Z轴高度比，这个比值的增加会使得进入和从大面积/小的Z轴高度的空间去除残留更加困难。

IPC-CH-65B-C 2011年7月

Provided by IHS under license with IPC

Not for Resale, 11/27/2015 19:13:55 MST

No reproduction or networking permitted without license from IHS

--`,`,,,,`,`,,,`,,,`,`,`,`,,,```-`-`,,`,,`,`,,`---

技术基准的市场压力增加了可靠性的要求，作为电子组装业者须溯及上游的常规设计到临界以及前

沿技术。

在过去的二十年里，传统的表面贴装技术成功地采用了低残留免洗焊接工艺。今日对印制

电路板厂商的挑战则取决于密度、无铅化、微型化。

高性能电子组件的设计将由多层和叠层封装密

度，增加输入/输出数量，缩小面阵列节距，和更小的元器件托高高度等要求驱使着。额外的要求包

括成本控制、制程限制、安全和环境法规（包括国家和国际约束以及地方性的规范和风气）制约的

工艺变化，并且需要根据不断增加的供应链来控制程序的完成。

3.2 技术创新技术发展与创新的路径创造了产品将要履行此要求的期望

。

技术的进步提出了高复

杂性电路的需求，表现在改进性能、提高可靠性、微型化和电路密度。更小、更轻、更先进的功能

不断驱使制造复杂性增加。为了置入更多的电路到一个较小的器件中，器件内的一切都必须缩小尺

寸。

智能和交互式电子器件重新聚焦在可靠性上。

半导体器件几乎可以置入任何领域：在车辆用来监控更换零件的需求，在人体用来检测心跳和大脑

活动，甚至在植物生长用来传递水或者肥料的需求。对于无处不用的计算及嵌入式网络和控制，电

子设备的复杂性不断增长。以下范例说明产品设计师所面临的复杂性和挑战：

• 军事/国防：军事/国防部门对可靠性的需求是前所未有的。关键任

务的信息系统、武器系统和其它

关键组件等，需要复杂的电子设备让世界免于恐怖分子的危险。高密度电路设计必须保证在恶劣环

境下操作或者长时间储存后的耐用性和可靠性。有越来越多的驱动因素要消除有害空气污染物

（HAP），减少挥发性有机化合物（VOC），并避免使用违反工人安全的物质。军事服务中工艺的

整合正在增长；而

去助焊剂制程应该有效地与联合服务溶剂替代工作组（JS3WG）的工作成果协

调一致。

• 航天：航空电子技术要求营运效率建构于材料和防止失效上。

未来航天要求增加使用芯片级的航

空电子设备，以减少尺寸、重量、动力和成本，同时提高可靠性。改进安全性是为了检测、预测和

避免危险。符合安全和环境法规要求代表了另一个挑战。例如，法规的约束降低了具备适当润湿性

能和用来去除助焊剂残留物的功效的清洗剂的可用性。限制挥发性有机化合物也会限制有效清洗剂

的可用性。

• 医疗：医疗设备的创新可改善生活质量和降低保健成本。先进的封装有助于缩小

尺寸、增加功能

和提高可靠性的改进。电子技术是一个用于治疗慢性疾病的关键推动者。远程监测和疾病管理设备

藉由集成逻辑的电子创新，扩大了患者对远程监控选项的范围。集成电子组件植入设备后放大了可

靠性、兼容性和表面清洁度/表面质量问题的重要性。

• 汽车：随着越来越多消费者的要求、技术发展、全球化、一体化的挑战，汽车行业正处于重大变

革。消费者变得更有能力和精明，他们对汽车的

需求和要求正在以指数速度发展。消费者希望它们

的车辆能提供信息、娱乐、安全和方便。为满足这些要求，车辆将变得更加智能，提供便于新手司

机的操作，并可依买家的更多个性要求而定制。

• ⽹络和信息技术：企业系统创新提供了改进的接口，可连接世界各地的人们。启用共同的信息技

术标准，下一代能够便于消费者使用的网络和行业高效分频器让通信、媒

体/娱乐和电子行业之间

的界线正在变得模糊。这些融合的供货商期望需求越来越多的电子解决方案，例如在移动电话上有

网络视频和MP3音乐下载。可靠的网络和信息技术也是必需的，无论是在工业界、执法机关、医

疗、政府机构和国家/国际安全等。在这些领域，可靠的、安全的、长期的可存取的信息存储是必

需的。

•

移动设备：移动设备的市场渗透力是世界性的。在发达国家的移动电话市场渗透率高达90%。移动

设备将在不发达和第三世界国家日益重要，那里缺乏传统的“有线”技术。技术和功能已进化到设

备制造商能够与网络供货商的硬件和软件集成的地步。移动互联网设备将提供移动互联网更小、更

轻和强大的可联网

功能的设备，最终外形尺寸可放入人们的口袋。

2011年7月 IPC-CH-65B-C

Provided by IHS under license with IPC

Not for Resale, 11/27/2015 19:13:55 MST

No reproduction or networking permitted without license from IHS

--`,`,,,,`,`,,,`,,,`,`,`,`,,,```-`-`,,`,,`,`,,`---

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。

IPC-CH-65B-C 2011年7月

Provided by IHS under license with IPC

Not for Resale, 11/27/2015 19:13:55 MST

No reproduction or networking permitted without license from IHS

--`,`,,,,`,`,,,`,,,`,`,`,`,,,```-`-`,,`,,`,`,,`---