IPC CH-65B CHINESE.pdf - 第184页

12.6.3 中性⽔溶液模板清洗工艺使用的 pH 值中性的化学试剂已存在多年并继续发展。最近去焊剂使用的 pH 值中性的化学试剂（ pH 值 7.0±0.50 ）被引进以努力提高材料的兼容性和绿色材料的性能。关于它们的清洗效果，当与碱性清洗剂相比时，在使用相似的工艺条件及浓度水平（例如， 5 - 15 % ）下，这些产品是…

• 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。

2011年7月 IPC-CH-65B-C

169

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

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

12.6.3 中性⽔溶液模板清洗工艺使用的pH值中性的化学试剂已存在多年并继续发展。最近去焊剂

使用的pH值中性的化学试剂（pH值7.0±0.50）被引进以努力提高材料的兼容性和绿色材料的性能。

关于它们的清洗效果，当与碱性清洗剂相比时，在使用相似的工艺条件及浓度水平（例如，5-15%）

下，这些产品是与脏污相匹配的清洗剂。它们的清洁机制不同于传统的、在碱性清洗剂中很常见的

酸碱反应。pH

中性的清洗化学品更依靠如螯合能力和溶解能力完成清洗。对锡膏和助焊剂的清洗效

果需要由初始的清洗评估确定。在完成所需的清洁任务的同时，当今的各种可用的清洗技术融合了

多种技术，以减少大量的碱度包的需求。

pH值低于7的溶液被认为是酸性，pH值大于7的溶液被认为是碱性的。当用户开始考虑当前或者未来

的清洗剂的pH值时，它们应该牢记以下区别：

• pH中性配方可为敏感材料和贵金属提供更广泛的工艺窗口。后者的关注已经在过去的碱性产品得

到证明，并可能通过消除或者减少碱性原料来克服。

• pH中性配方可改善废水管理系统，因为它消除了废水中和化。至于依赖螯合作用的pH中性清洗

剂，这种清洗剂可能含有复杂的重金属。请参阅第9章污水排放中金属的限制。鼓励用户分别检查

它们的法规和pH值中性的缓

冲系统和碱性产品技术，因为在处理期间污染物可能影响清洗剂的pH

值。

鉴于碱性去焊剂介质的成功，pH中性清洗剂代表了向组装清洗发展的一个不同方法。关于其对锡

铅、无铅、免清洗和松香助焊剂残留物、清洗槽寿命和过程可靠性方面的有效性还需要再学习。

12.6.4 皂化清洗剂碱性清洗剂已被使用了几十年。由于皂化清洁以有效去除RMA和OA脏污而闻

名，原有的技术被定格为“

皂化清洁”，它们表现出非常短的槽寿命、高pH值和日常的对焊接成品的

侵蚀。因为这些皂化清洗剂有局限性，导致在20世纪90年代初引进了半水基清洗剂以代替CFC。然

而，高水平的制程控制往往要与围绕半水基清洗剂设计的过程联系在一起。现代的水基产品要响应

更简单、更坚固、过程更容易控制的要求而开发设计。

现代水基材料本身是碱性物质。然而，在这些新材料解决那些老皂

化清洁有两个主要关注的问题：

•更好的溶解组合缩短清洁槽寿命。

• 通过温和的激活或者抑制，以防止对焊锡的侵蚀。

在免清洗焊接发明之前，近代早期的水基性材料进入市场，应用于清除沉积的RMA类脏污。它们的

pH值范围通常是9或者10，在旧的技术平台在11或者12的范围内。在世界各地许多供应商对这些现代

的水基清洗剂做很大

地创新和改进。

这些创新趋向于集中在几个关键问题：

• 延长清洗槽寿命。

• 与焊料以及其它组成材料有更好的兼容性。

• 随焊料和助焊剂技术的不断革新表现良好的性能：免清洗、无铅、无卤素、无卤化物。

•降低使用成本。

这些碱性的技术平台已被证明在许多不仅是大多数制造业应用的强劲。

一般情况下清洗剂依赖于应用的程序和使用的工艺可以提供不同的反应水平。传统

的皂化清洗剂联

合了弱碱性、溶解性和功能添加剂，能有效地清洗助焊剂残留物。在这些情况下反应取决于碱性清

洗剂表现的水平，碱性源本身可能是有机或者无机的物质。有多种方法可用于生成皂化的水基型电

子组装清洗剂。为了清楚起见，将分为三类来讨论：

• ⽔基⾼反应型：产品含有高的碱性基（注：有几个常用的碱性结构的配方），皂化助焊剂残留物以

改善脏污清

除率。高度皂化的水基清洗液的好处是降低清洗液浓度及与松香、树脂和弱有机酸的强

IPC-CH-65B-C 2011年7月

170

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

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

烈反应。高度皂化的水性清洗液的平衡能够潜在的增加材料的兼容性问题、缩短槽液寿命及降低许

多新的助焊剂设计中使用的聚合物和高分子树脂的清洗效力。

• ⽔基中反应型：产品同时有溶解和皂化。中性反应配方设计将高的溶解力和反应力结合以提高清洗

速度。中性反应水基清洗液的好处是改善了材料的兼容性，延长槽寿命和提高了助焊剂残留物中的

树脂和聚合物的清洗

效力。需要权衡的是降低槽寿命和降低无铅助焊剂中使用的高分子量树脂和聚

合物的清洗效力。

• ⽔基低反应型：产品具有溶解力和低皂化水平。由于低反应配方设计使用了与许多助焊剂中常用的

松香、树脂及聚合物溶解度参数相近的溶剂，所以改善了清洗速率。低反应型水基清洗液的好处是

槽液寿命长、材料的兼容性好、对共熔和无铅助焊剂残留物的清洗效率高。由于高

溶剂化能力和良

好的材料兼容性，水基低反应型提供了一流的技术。

12.6.5 ⽔的有机溶剂乳液这种清洗技术在水中以乳液的形式使用完全非可混有机溶剂。溶剂乳液

能够消除松香和其它非极性材料，水基部分能够溶解水溶性残留物。

在这个过程，所用控制量的有机溶剂与洗涤室的水混合，在洗涤槽里溶剂液滴很好地分散在水中形

成“乳状液”，最后被喷到待清洁的部件上。洗涤循环过程中，已喷射的溶剂/水的混合物流回洗涤

槽持续被乳化。

总体而言，这一进程的概念，是将有机溶剂清洁与水清洗所固有的优势相结合起来。使用的有机溶

剂相对较高的沸点，较低的蒸汽压力，减少了挥发性有机化合物的排放量。水媒介中少量的有机溶

剂，通常也不会存在火灾或者爆炸隐患。

12.7 ⽔清洗剂设计以⽀持特定的⼯艺清洗率定理的过程，认为静态速率（残留物在清洗剂中的溶

解

度）加上动态速率（热和机械能）等于工艺清洗速率。静态清洗速率代表了清洗剂对残留物的内

聚能特性，与清洗剂具有相似溶解度参数的脏污易于混合和溶解于清洗剂中，清洗剂的溶解度参数

与它们各自的溶解度参数有很大不同。基本原则遵循Hildebrand and Scott（1950）定理-“相似相

容”。如果清洗剂与脏污的溶解度参数

不匹配，即使应用高的机械力也通常不能清洗干净脏污。

12.7.1 台式清洗对于小批量生产如样机加工或者偶尔的焊接修饰，对助焊剂的去除，可以采用小

清洗槽或者湿刷来完成。对于这样的操作，应该使用纯水或者软化水洗涤和去离子水冲洗。将水加

热到高于室温达到50° C[122° F]是有益的。应该避免使用含有添加剂的水

进行清洗，因为手动冲洗

可能无法完全清除添加剂。

12.7.1.1 刷洗水结合有机溶剂可用于刷洗清洗返修。IPA/水已经被普遍使用在这种方式中。当使

用刷洗步骤时，与助焊剂残留物内聚能参数相似的有机溶剂和水膜能够形成适当的清洗剂。

12.7.1.2 擦洗湿擦洗用于过程和维护清洗。类似于刷洗，与有机溶剂相混合的水可用于模板清

洗、回流炉清洗、托盘清洗、机器清洗及其它维护应用。

12.7.2 模板清洗

模板清洗演变以满足高价值的表面贴装技术的清洗要求。模板清洗过程是一个多

维度的清理过程，用于清洁模板（焊膏和SMT粘合剂）、错印的SMT电路板、焊接前和回流锡膏的双

面错印。表12-2列出的模板清洗剂产品设计。

12.7.2.1 模板清洗使⽤⽔基⽆冲洗水与有机溶剂相结合提供了一个功能性的清洗剂去除模板和印

刷错误的印制电路板上的未固化焊膏。

12.7.2.2 模板清洗使⽤冲洗⽔基带有温和的碱性源和功能添加剂的水基清洗剂能够

有效地去除未

固化的锡膏，但缺乏了去除未固化的SMT粘合剂和焊后锡膏的性能。

2011年7月 IPC-CH-65B-C

171

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

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