IPC CH-65B CHINESE.pdf - 第104页
形 式进 行 排 列， 因 此， 当 有 足 够 的 热 量 使 得一个 分 子 从晶 格 中 释放 出来时，所有 近 似 完 美 的 晶 态 结 构 都会 瓦 解 。 当 达到 熔 化的 温 度 发 生 时， 就 称 为 熔 点 （ T m ） 。 非 晶 态残留物 有一个 玻璃 态 转 变 温 度 （ T g ） ，不 是 熔 点 （ 图 8 - 3 24 ） 。在 T g 值 以 上， 分 子能通 过 给 出一个 较 小的 模 量…
表面张力都会影响润湿过程。纯水有高的表面张力，接近72dyne/cm。这是与绝大多数有机溶液和水
基溶液从16-36dyne/cm范围内的数据进行比较的。典型的元器件/水对塑料的表面张力范围从30-70
dyne/cm，对陶瓷或者玻璃高达1000dyne/cm。所用的清洗媒质的表面张力必须要小于元器件的表面
张力。因为对狭窄空间中的清洗，清洗媒质的表面张力，待清洗元器件的表面能，还有过程搅拌的
能量是很重要的。见IPC-CC 830。
8.6.7 表⾯张⼒和⽑
细⼒
18
表面张力可以想象成气球种类的物质围绕着清洗液。如果它薄且弱，那
么清洗液可以很容易地流进、流出狭小的空间。如果表面张力太大，它将阻止清洗液流进狭小的空
间。
毛细力能促进或者阻碍清洗过程。它们能促进狭小空间最初的润湿。如果不适当，它们也能通过阻
挡浮力，抑制冲洗和干燥步骤。毛细力越大，清洗的挑战性就越
大。
8.6.8 填充间隙对⽐未填充间隙
15
很多电子元器
件焊接到基板上都会有一个空气间隙，它能允许
清洗剂渗透到元器件的下面。然而，在再流后一
些 元器件的下面有被 助焊剂残留物完全填充的
倾向，这 会阻 止清洗溶剂的 渗透。这些困难的清
洗挑战性包括 元器件，比如QF、无引线芯片载
体（LCC）、紧密贴装的芯片电容和电阻，以及一
些微面积的阵列元器件。无引线芯片载体和芯片
电容被放置，紧密贴装在电路板上。峰值再流时
助焊剂残留物的毛
细作用和表面张力用助焊剂残
留物填充在元器件的下面（见图8-1）。
这些其中的每个器件下面的平均距离在1-4mil之间。这些元器件下面裸铜板上阻焊膜的使用，会进
一步减小这些紧密贴装元器件下面的距离。助焊剂残留物填充在元器件的下面，从而形成了一个助
焊剂壁垒妨碍清洗作用。为了彻底且快速地清洗这些元器件下面，清洗液必须要有足够的动力，物
理上冲破固体助焊剂。
能促进去除 元器
件下面所有助焊剂残留物的条件，包括与洗涤化学品的接触时间、流体流动、压
力、定向力、洗涤温度和冲洗条件。
8.6.9 助焊剂残留物可变性 经验表明较软的残留物比硬的残留物要更容易清洁干净。使残留物变
硬的是其组成成分和经历所固有的。一种助焊剂残留物的热史（受热历程）是很重要的。焊接再流
循环的次数、峰值温度、再流焊后的时间及加热和冷却
循环的持续时间都将会影响硬度，进而影响
残留物的清洁性。
另外一个重 要的因素是助焊剂残留物的化学组
成。加热助焊剂驱逐溶剂和可塑剂，溶剂和可塑
剂是组装过程中，助焊剂/焊膏所需要的，使得它
们具有可印刷性和可分配性。加热过程使得助焊
剂由液态或者凝胶态向固塑性态转变，比如残留
物。固体形态的有机分子要么在晶态结构中进行
排列，要么在非晶态阵列中进行
折叠和缠绕。
非晶态和晶态聚合物在软化时（图8-2
24
），其表现
形式有很大的不同。晶态结构以近乎完美晶格的
图8-1 夹裹在元器件下⾯的助焊剂残留物
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图8-2 ⾮晶态结构⽰例
24
2011年7月 IPC-CH-65B-C
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形式进行排列，因此，当有足够的热量使得一个
分子从晶格中释放出来时，所有近似完美的晶态
结构都会瓦解。
当达到熔化的温度发生时，就称为熔点（T
m
）。非
晶态残留物有一个玻璃态转变温度（T
g
），不是熔
点（图8-3
24
）。在T
g
值以上，分子能通过给出一个
较小的模量互相摆脱。很多焊后残留物都是非晶
态的，虽然有一些是两者的混合物。非晶态助焊
剂固含物因此将会软化，并且在它玻璃态转变温
度之上继续软化。
另外一个会影响待清洗残留物的软化就是再流后
依然留在残留物中的可塑剂。可塑剂是一些小的
有机分子，它在矩阵大的聚合物
之间扮演润滑剂
的角色。它们能有效降低残留物的T
g
值。这就解
释了观察到的，如果它们被放置几个小时，当可塑剂随着时间蒸发的时候，一些助焊剂残留物就变
得难以清洁。如果清洗溶剂分子能渗透到固体残留物时，它们就可以扮演可塑剂的角色。在现代在
线清洗机，预洗涤的功能就是允许溶剂分子扩散进固体矩阵里，并降低T
g
值，允许洗涤对较软的残
留物起作用。
8.6.10 洗涤剂效果 洗涤剂市场已经被很好地建立起来，当需要选择一种洗涤剂时，可提供很多种
选择。应该仔细考虑选择哪种清洗剂。这种决定常常受到合同要求、工厂建立或者清洗过程质量保
障成本需要的影响。一种清洗剂的选择，不应该受到这些外部因素的妨碍，应该是基于清洗效率、
材料的兼容性、每块产出单板的化学成本以及对环境
的影响。这些选择的可变因素需要仔细考虑，
因为这些因素会相互影响。例如，一种活性较弱的清洗剂可能被选择用于减轻对组件材料损伤的关
注，或者一种更贵的清洗剂可能被选择用于满足健康和安全标准的需要。洗涤剂的选择会明确地影
响所要使用的设备。
8.6.10.1 洗涤剂类型 洗涤剂可分成8种基本类型。首先是分成溶剂型和水基型的。溶剂型体系认为
要超过有50
%的有机溶剂。水基型体系则要有超过50%的水。水基清洗剂进一步被分成反应型的和非
反应型的；分离的和非分离的。溶剂型的基于可燃性的或者燃烧性的和蒸汽去垢的共沸混合物，进
行分类的：
• 仅有水–基于纯度级别而变化：去离子化、反向渗透、非蒸馏。
• 水基高反应性/低溶解力–皂化的水基清洗剂。
• 水基中等反应性/中等
溶解力–由溶解能力和皂化作用共同驱动。
• 水基低反应性/高溶解能力–由高溶解能力和低级别皂化作用共同驱动。
• 中性水基–由溶解能力和稳定清洗槽的低级别的反应性共同驱动。
• 半水基I型– 有机溶剂能稳定在水中<50%（长期使用过程中不会分离出来）。
– 中性pH值（操作范围pH=6.5-7.5）
– 碱性pH值（
操作范围pH=8.5-12.0）
• 半水基II型–有机溶剂不能稳定在水中>50%的水中（长期使用过程中会分离出来）。
– 中性pH值（操作范围pH=6.5-7.5）
– 碱性pH值（操作范围pH=8.5-12.0）
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图8-3 相转变和T
g
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• 有机溶剂及混合物– >50%有机溶剂含量。
– 易燃的
– 可燃的
– 共沸混合物
表8-2提供了选择清洗剂的一些基本指南。
表8-2 清洗剂指南
清洗剂类型 材料考虑要点 优点 缺点机器因素
仅有水–非反应型
基于纯度级别而变
化：去离子化、反向
渗透、轻击
与绝大多数材料兼容 适合于水溶性助焊
剂。
主要取决于所需水的
纯度。
闭循环对比开循环。
不推荐用于其它助焊
剂。
推荐加热和高能量。
对水溶性助焊剂，起
泡沫会是个问题。
水基高反应性/低溶
解能力
氧化铅反应物，白色
金属（铝），黄色金
属（铜），
油墨标记
和涂覆。
皂化作用是一种有
效的清洗机理，对
松香、低残留物和水
溶性助焊剂有很好
的作用。
皂化的清洗槽能在较
低浓度级别下运行，
但是由于清洗强度中
的氧化还原反应，要
经常更换。
推荐加热和高能量。
当装载时，起泡沫会
是个问题。
水基中等反应性/中
等溶解力
由溶解能力和皂化作
用同时驱动。
较低级
别的反应物改善抑制
情况，但是材料兼容
性问题必须要考虑。
对绝大多数助焊剂类
型都有效。随着时间
的推移，皂化的氧化
还原反应会减少清洗
槽的使用寿命。
在低浓度级别下运行
但是清洗槽使用寿命
起作用的考虑要点取
决于通过量级别。
推荐加热和高能量。
水基低反应性/高溶
解能力
由溶解能力驱动。
低
级别的反应活性容
易受抑制。清洗剂的
溶解参数是个关键
因素。
对绝大多数助焊剂类
型都有效。清洗效率
取决于溶剂与水比例
的维持。运行在较低
浓度级别，有延长的
清洗槽使用寿命。较
低的消耗支持低的成
本效率。
材料的兼容性应该在
产品和机器硬件上进
行测试。
推荐加热和高能量。
中性水基 由溶解能力、表面活
性剂和低反应性共同
驱动。
清洗效率取决
于溶解
助焊剂污物的能力。
中性的清洗剂在市场
上是较新的，在市场
里也没有完全建立起
来。
推荐加热和高能量。
半水基不反应类型
Ⅰa-有机溶剂不能稳
定在水中<50%（从长
期使用过程中分离出
来）
中性pH值（调节pH=
6.5-7.5）
溶剂型清洗剂当用
于匹配待清洗的污物
时，有很好的作用。
对绝大多数助焊剂都
有效。
低消耗和处理成本。
材料的兼容性应
该在
产品和机器硬件上进
行测试。
在容纳槽中，为保持
层的混合必须要有搅
拌循环。在冲洗排空
时可能需要有机溶剂
分离器。
半水基反应类型Ⅰb-
有机溶剂不能稳定在
水中<50%（从长期使
用过程中分离出来）
（调节pH=7.5-12.0）
溶剂型清洗剂当用
于匹配待清洗的污物
时，有很好的作用。
对绝大多数助焊剂都
有效，包括高温焊接
过程。
低消耗。
材料的兼容性应该在
产品和机器硬件上进
行测试。
在容纳槽中，为保持
层的混合必须要有搅
拌循环。
半水基非反应类型Ⅱ
a-有机溶剂能稳定在
水中<50%（不会从长
期使用过程中分离出
来）
中性pH值（调节pH=
6.5-7.5）
溶剂型清洗剂当用于
匹配待清洗的污物
时，有很好的作用。
对绝大多数助焊剂都
有效。
长的清洗槽使用寿
命。
特别支持
批清洗。材
料的兼容性应该在产
品和机器硬件上进行
测试。
控制润湿段将洗涤化
学品从冲洗段隔离出
来是很关键的。
2011年7月 IPC-CH-65B-C
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