IPC CH-65B CHINESE.pdf - 第182页

12.5.3 功能性添加剂现代清洗剂在消除电路组装过程中的助焊剂残留物执行多种功能。此功能可能是在开发过程中通过在清洗剂中添加各种材料来实现的。使用这些添加剂以降低表面张力，提高润湿性，防止金属合金氧化，防止起泡及乳化清洗剂配方中使用的材料。添加剂的添加能为清洗剂带来非常有益的性能，在许多方面， …

用户应该意识到逆温度溶解性。如上所述，清洗剂配方的工作温度是提高脏污的溶解度，然而，在

达到某个温度点溶解度开始下降。这种行为称为逆溶解度系数，这就解释了为什么许多配方最佳操

作温度为60° C[140° F]。当设计师在为较高的焊接温度及由无铅焊剂和焊膏随之产生的难以清洗的

残留物设计清洗剂时，必须牢记“今天的清洗剂配方”

这一点。

用户可能还会注意到，在运行一个新鲜的化学槽时，初期清洗槽的效率可能会出现提升。这看似矛

盾的影响是由于洗涤槽中存在的脏污，溶解的脏污可能影响溶解力，事实上提高了“相似相溶”的

假象。同时，监控清洗槽是必需的，以避免过高的脏污水平。

12.5.2 活化剂（反应物）传统的水基清洗剂，通常被称为“皂化剂”。皂化是碱

性源与助焊剂残留

物的水解。酸基的反应规定了水基清洗剂体系的清洗率和助焊剂溶解及负载量。

如前所述，仅仅水对松香、树脂和合成聚合物不是一个良好的清洗剂。活化剂有助于打破助焊剂的

晶体结构。来自多个协作性能的水基清洗剂的工程价值是促进溶解，而不会引起材料的兼容性问

题。活化剂的碱性本质能与软金属、层压板、涂料、油墨及一些塑料起反应。为了克

服这些负面倾

向，其它材料可以添加到清洗剂中以钝化和腐蚀保护。

活化剂也有助于形成一个稳定的洗涤液，并增加洗槽的寿命。助焊剂残留是酸性的。洗涤液中添加

酸性助焊剂可以使洗涤槽呈酸性范围。这可能会导致非挥发性助焊剂脏污在冲洗过程中被洗出，并

沉积到零件表面。管理洗涤化学品时，活性物可以与弱酸反应缓冲水基清洗溶液。当助焊剂加到清

洗槽中，这种有

益的属性可以防止洗涤化学品的pH值急剧转变。这一重要特性延长洗涤槽的寿命，

并在冲洗和干燥处理步骤，防止助焊剂固体再沉积在表面上。

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IPC-65b-12-1-cn

图12-1 焊接组装后的清洗⼯艺

2011年7月 IPC-CH-65B-C

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12.5.3 功能性添加剂现代清洗剂在消除电路组装过程中的助焊剂残留物执行多种功能。此功能可

能是在开发过程中通过在清洗剂中添加各种材料来实现的。使用这些添加剂以降低表面张力，提高

润湿性，防止金属合金氧化，防止起泡及乳化清洗剂配方中使用的材料。添加剂的添加能为清洗剂

带来非常有益的性能，在许多方面，也成为区分不同的供应商提供的产品的根据。

12.5.4 表⾯张⼒前沿电路组件分布密脚

组件提高了表面密度。组件的小型化使部件间距很小和低

或者零托高。为了清洗液渗透到这些高密度区域，设计出流体旨在改善润湿和渗透。通过液体表面

界面的吸收，表面活性剂降低水的表面张力，表面活性剂与亲水性和疏水表面颗粒保持良好的接

触。这样，水滴的表面张力降低，使得小间距间的渗透得以改善。

12.5.5 粘度粘度是对流体阻力的测量。对于密集组件下渗透和流动，清洁成分的粘度要低。

这样

可以减少在组件间穿透内部流体的摩擦阻力。

粘度、表面张力和密度之间的关系可以用润湿指数来说明：

密度× 1000 / [表面张力×粘度]=润湿指数，用简单的1至3位数字表示。下表说明了纯净水、皂化

剂、2-丙醇和2-丙醇/水（75/25，体积/体积）混合使用离子测量之间的关系。水和2-丙醇的值可以

从标准手册查得，而混合值是在分析实验室确定的。清洗剂代表6％商用单乙醇胺（MEA）皂化剂溶

液。

表12-1 展示了一个设计的清洗剂改善润湿性及在清洗具有低托高组件的辅助作用。

12.5.6 缓蚀尖端电路组件是由很多不同的合金组件组成的。被用作电子互连设计的焊料合金是用

具有不同应用的不同合金设计的。常见的合金包括锡、铅、铜、铋、铟、银及其它

。除了焊料合

金，组件是用一个广泛的电镀金属和合金构建的。添加剂可以添加到水基清洗剂中，以抑制或者控

制金属表面的氧化速度。

碱性物质可能与不同类型的金属以不同的速度发生反应，其程度决定于碱度源的碱性、清洁槽碱度

水平、洗涤温度和接触时间。为了减少对金属或者合金的腐蚀速率，腐蚀抑制剂在金属表面上形成

一层薄膜，以阻

止碱性活化剂与合金发生反应。缓蚀剂的适用性取决于许多因素，从它们必须反应

的材料体系到水基清洗的本性、设计和操作温度。

水基清洗剂中使用的碱性物质可能与电路组装使用的一些合金和防护涂料起反应。随着较低水平碱

度（如中性pH值）有较新工艺技术，可能会改善这种状况。清洗剂与这些合金的相互作用会引起外

观上的变化，最显著的是部件变色。金属合金

有特殊的变色问题。

• 锡铅焊料碱性强的清洗剂，在某些情况下可以清除焊点表层的软组织，会使洗涤槽里碱性水平、

洗涤温度和接触时间变得更糟。影响表现为焊点的外观变暗、发蓝、发灰和黑色的外表。

• ⽆铅焊料碱性物质对高铅合金的影响不太明显，但在某些情况下，结果可能会是发暗和颗粒状的

外观。

表12-1 清洗剂

清洗剂

25° C下的液

体密度（g/cc）

液体粘度

（厘泊）

表⾯张⼒

（dyne/cm）润湿指数

工程用的水基清洗剂 0.998 1.08 29.7 31

2-丙醇 0.785 2.4 21.7 15

水 0.997 1.00 72.8 14

2-丙醇/水（75/25 体积比） 0.856 26.8 3.44 9

重点：高润湿指数=更好的润湿性。（该表表明了具有相同或者接近相同的润湿性能的配方的洗涤和冲洗值，以达到最佳清除残留物的洗涤配方。）

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• 铝（⽩⾊⾦属）含铜2000系列和含锌7000系列的敏感铝合金因受清洗过程的不利影响，铝会发生

变色。碱性清洗剂可能与长期暴露的表面铝合金发生反应。较长的接触会产生一个白色的、参差不

齐、明亮的橙色和沉闷灰色的外观，影响洗涤温度和接触时间。

• 铜/黄铜（黄⾊⾦属）铜变色发生在任何

黄色的金属，包括铜、黄铜、青铜或者铍铜变暗或者在清

洗过程中金属氧化或者失去光泽的颜色变化。高度抛光的表面较粗糙的表面有更加明显的颜色变

化。一些碱性清洗剂更容易促进黄色金属失去光泽。

通过引用Pourbaix图（电位/pH图），电子元器件暴露于水基清洗溶液中的潜在风险是可以理解的。电

位/pH图映射出特定的合金可能的

稳定状态。突出的离子边界效应用线性表示。Pourbaix图（电位/

pH图）鉴别了所选合金机体的免疫力、抗腐蚀性及钝化。

12.5.7 消泡剂在一些工艺条件中需要消泡剂，以减少或者阻碍泡沫的形成。高能量清洗机以极快

的速度使清洗液旋转。对泡沫的部分一方面的影响是，在这个动荡的过程中，清洗液有一种倾向是

组织微小的气泡形成。另一方面，一些化工原料

比其它更容易形成泡沫。泡沫可能会导致显著的工

艺问题，如泵空化、高水平的条件下触发、减少压力、过流及清洁不干净。过多的泡沫也可能导致

冲洗效率低下，导致不期望的助焊剂残留物和清洗剂残留。

12.6 ⽔清洗产品设计在焊锡后水溶液清洗，洗涤媒介完全是水或者水加部分有机和无机原料。根

据IPC的定义，当添加剂应用于水基清洗时，至少50%是水，在大多数情况下，水超

过洗涤槽容量的

80％。去焊剂的主要成分为水，利用水中的离子作用水作为首选的去焊剂的材料，离子残留物是一

种电化学失效的主要因素。

无添加剂的水不能去除松香和免清洗助焊剂残留物。虽然水本身往往是良好去除有机酸（水溶性）

助焊剂，在遇到硅渣、非极性、非离子型的脏污或者密间距时添加剂可能是需要的。当使用水溶性

助焊剂，过多

的泡沫是一个相当普遍的问题，这些类型的助焊剂含有少量的表面活性剂。这种情况

通常通过增加去发泡剂去加以控制。

不同于洗涤介质，仅仅无化学添加剂的DI（去离子）水通常应该被用于冲洗电子线路板。冲洗水的

作用是去除残留但自身不会有残留，冲洗水中的任何添加剂或者盐都违反这一目的。同样，根据冲

洗水的硬度（例如，CaSO

-这是“盐”），干燥后可能会在电路板上留下离子残留物。因此，质量好

的去离子水是首选的冲洗介质。

12.6.1 清洗剂与脏污的匹配性工程的清洗剂在消除松香、免清洗和有机酸的助焊剂残留物时是非

常重要的。应用于电路设计和封装中的各种助焊剂类型会产生具有不同材料特性的残留量。助焊剂

残留物中含有大量的分子，需要清洗剂与脏污的性质匹配，换言之，相似相溶。如今随着大范围的

助焊剂包的

使用，水性清洗剂设计具有不同的特性，吸附并溶解可疑的助焊剂残留物。同样，目前

组装使用的助焊剂残留物，没有一种清洗剂是最好的。大多数现代的清洗剂能够消除各种各样的助

焊剂残留物。

12.6.2 去离⼦⽔（DI⽔）不含任何添加剂的水被用来去除水溶性助焊剂、颗粒、离子污染物造成

的残留。这些助焊剂被设计为单独用水可以清洗。然而，所有残留物彻底清除是极为重要的。水溶

性助焊剂的

非常强的本性就是短时间内可能导致腐蚀，除非这些残留物被完全去除。必须尽一切努

力，以确保地区狭小的空间如部件下方残留物被清除。水的相对较高的表面张力，可以应对密集组

件间距或者低托高的挑战。对于很多操作，无添加剂的水可以使零件的清洁度达到要求的水平。成

功取决于器件本身的性质、设备效率和焊接与清洗间隔的最小化。洗涤温度通常在50° C~65° C[122°

F~150° F]范围

内。

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