電子組裝中PCBA清洗技術

宋順美，史建衛

(日東電子科技（深圳）有限公司，廣東 深圳，518103)

電子組裝過程中，裸板經歷了好幾個工藝階段成為組件，每個階段都有可能受到離子或非離子污染。當電子產品組件暴露于潮濕（濕氣）環境或有潛在電勢（偏壓）條件下，污染物就會引起漏電流、電解腐蝕和電化學遷移，對產品壽命和穩定性產生影響。據統計，由于環境氣候引起的產品損壞高達50%，而存放在庫房中的產品損壞高達60%。表面涂覆工藝雖然可對外界環境阻隔，但組裝過程中的污染如果不清洗，涂層就失去了保護意義。

1 PCBA 污染物分類及來源

污染物是各種表面沉積物或雜質以及被PCBA(印制電路組件)表面吸附或吸收的一種能使其性能降級的物質。這些不同類型的污染物可歸納為極性和非極性兩類，造成物料污染、光學污染、機械污染及化學污染四大類。

1.1 極性污染物

極性污染物分子具有偏心的電子分布，即在分子中的原子之間“連接”的電子分布不均勻，如HCI或NaCl 極性分子。極性污染物容易吸潮，在空氣中的二氧化碳作用下，產生正或負離子，引起電路故障，且能與金屬發生強烈反應，導致電路板腐蝕，引起表面絕緣電阻（SIR）下降。電場下若發生電遷移，則有枝狀結晶生長，發生漏電和短路，一般采用極性溶劑清洗。極性污染物也可以是非離子化的，其出現在電場中，同時又有高溫或其他應力存在時，不同的負電性分子自身就排成行形成電流。

1.2 非極性污染物

非極性污染物沒有偏心電子分布的化合物，且不分離成離子，也不帶電流，大多數是由長鏈的碳氫化合物或碳原子的脂肪酸組成。通常，非極性污染物是松香殘留、防氧化油及操作人員膚油等，絕緣體并不產生腐蝕和電氣故障，但會使可焊性下降，影響焊點外觀及測試探頭的可測性。其次，也可能通過塵埃吸附極性污染物，影響絕緣電阻，出現電氣故障，一般采用非極性溶劑清洗。此類物質存在熱變性，故很難清洗，有時候清洗后出現白色污染。

1.3 污染物主要來源

污染物在環境中存在的形式主要為離子型和非離子型。離子型污染源主要來自于蝕刻、電鍍、HASL 殘留物、性能不良阻焊層、固化程度不夠的永久性或暫時性阻焊層、元件封裝材料、焊劑、指印油污、機器維護油污、灰塵等，表現為各種有機或無機酸及鹽。離子型污染物接觸到任何形式的濕氣，通電后組件表面會發生電化學遷移，形成樹枝狀的結構體（即枝晶），提供了低電阻通路，破壞了PCBA 原有功能。非離子型污染源主要包括阻焊整平劑、焊劑加濕劑（特別是噴淋型）以及含表面活性劑的清洗劑（主要是以乙二醇為基本組成），其表面的低能量能使其穿透PCB 的絕緣層，致使枝晶在板表層下生長。

表1 為電子組裝過程中主要污染物來源及影響。可溶于有機溶劑的焊劑廣泛應用于再流焊和波峰焊工藝中，它們主要由天然樹脂、合成樹脂、溶劑、潤濕劑和活化劑等成分組成，焊后產生熱改性的生成物，是污染物的主要來源。從污染物引起的失效情況來看，極性的離子型污染最為嚴重。表2 為常見的極性離子污染物種類及來源與危害，生產制造過程中需要嚴格進行控制。

表1 電子組裝工藝中各種污染物的來源及影響

2 電子組裝中的清洗技術

清洗劑要求能去除各種焊劑及來自PCBA 的聚合物，所用材料主要包括降低表面張力和提高穿透低托腳高度元件下能力的潤濕劑，溶解樹脂結構的溶解質，緩解和皂化污垢的反應劑，提高材料兼容性和控制高壓下泡沫產生的次要成分。清洗劑應該具有以下特點：

不燃、不爆、物理性能穩定，儲存和使用期間不發生分解；

無毒或低毒，化學穩定性好，不與其它物質發生反應，操作安全，其人體接觸允許的最低限度必須符合規定；

表2 極性離子污染的種類、來源及危害

具有優良的清洗性能，對污染物有較強的溶解能力，可以有效地溶解及去除污染雜質，不留殘渣或痕跡；

表面張力小，利于穿透元件與PCB 間的狹窄縫隙，提高清洗效率；

與設備及元件具有兼容性，無腐蝕且操作簡便；

適應能力強，即可清洗PCBA，還可清洗印刷模板；

選用非ODS（消耗臭氧層物質）物質，對大氣和環境不具破壞作用，不產生新的有害物質；

價格低廉，清洗過程中損耗小，易于回收再利用并具有理想的再循環性能。

常用清洗劑CFC（氯氟烴）具有清洗能力強、相容性好、使用安全、干燥快等優點，但其中的臭氧耗竭物質ODS 破壞了生態平衡。隨著技術發展，發達工業國家先后研發了4 種主要替代技術：有機溶劑清洗、半水清洗、水清洗和免清洗，并已廣泛應用于電子產品清洗工藝中。

2.1 有機溶劑清洗技術

有機溶劑清洗主要是利用其溶解力完成預洗和漂洗，除去污染物，清洗劑具有揮發快、溶解能力強的特點，故對設備要求簡單。根據選用的清洗劑，可分為可燃性清洗劑和不可燃性清洗劑，前者主要為有機烴類、醇類及酯類，后者主要為氯代烴類（如二氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙炔）和氟代烴類（如HCFC 和HFC）。表3 為各種類型的有機溶劑清洗劑成分及主要工藝特點，整個工藝無需純水制備和廢水處理。

HCFC 和HFC 清洗劑有很好的兼容性，且洗后干燥、無易燃危險，性能及工藝方法與CFC 相近，清洗后雜質和離子殘余物低于CFC 水平，對表面絕緣電阻無不良影響。但HCFC 對大氣層有一定的破壞作用，HFC 有一定溫室效應，只能作為過度階段的一種清洗劑。出現的非ODS 清洗劑主要包括水基清洗劑、烴類清洗劑、醇類清洗劑、酮類清洗劑、脂類清洗劑、醚類清洗劑等。見表3。

2.2 半水清洗技術

半水清洗是使用有機溶劑添加一些表面活性劑進行預洗，去離子水漂洗的一種清洗技術。有機溶劑溶解污染物；表面活性劑提供潤濕和乳化功能，防止析出再次附著；去離子水進行沖洗。有時也添加酸性或堿性物質，主要是為了增加溶解力和漂洗性能，以及防銹，有時也使用消泡劑和抗氧光亮化劑。

半水清洗劑分為松油系列、碳氫化合物系列、二醇乙醚系列及NMP 甲基吡咯烷酮系列，一般為可燃溶劑，但閃點較高，毒性較低，使用上較安全。有些清洗劑中添加5%～20%純水和少量表面活性劑制成乳化劑，既降低可燃性，又可使漂洗更容易。半水清洗工藝流程一般先以有機溶劑預洗去污，再以有機溶劑和去離子水組成乳化液進行精洗，最后用去離子水漂洗/ 精漂洗去除水溶性污染物，干燥后即可。

半水清洗特別適用清洗樹脂型助焊劑和油脂成分，比如焊膏和波峰焊助焊劑殘余，廣泛用于高質量清洗作業中，如PCBA 助焊劑清洗，半導體封裝、硬盤相關零件及半導體設備部件清洗。表4 為半水清洗工藝主要特點。

表4 半水清洗工藝主要特點

2.3 水清洗技術

水清洗技術是以去離子水（阻值須>106Ω）作為清洗介質，在水中添加有機溶劑、表面活性劑、皂化劑、熬合劑、緩蝕劑等形成一系列水基清洗劑，通過吸附、浸透可除去水溶性焊劑、離子性污染物和非極性污染物，同時還可去除顆粒及薄膜污染物，是今后清洗技術的發展方向。表5 為水清洗工藝主要特點。清洗用水主要為自來水系統，使用前要經過滲透膜進行提純，然后通過活性炭（GAC）、陰離子和陽離子槽進行去離子處理。有機溶劑對材料的高溶解性和復合相變技術（CPT）可對部分部件進行清洗，高溶解性主要是在單一相清洗劑中發揮作用，壽命較短，復合相變技術（CPT）多為兩相清洗劑，壽命更長一些。表面活性劑的不同活性基團，對需要溶解的物質進行特異性吸附，使其脫離清洗物件的表面，再利用表面活性劑上的親水基團，使其融入水中。

表5 水清洗工藝主要特點

水基清洗劑包括堿性系列、中性系列和乳膠型系列。水清洗劑的pH 值影響產品可靠性，酸性溶液中Sn/Sn2+的氧化還原電位是-0.137 eV，堿性溶液中Sn/Sn2+的氧化還原電位是-0.909 eV。堿性系列主要利用皂化原理使松香及油脂等酸性物質與堿反應生成容易溶解的鹽類物質，進而溶解在水中去除污染物，清洗力度相對較強，主要清洗發泡管、焊接治具及設備污染部件、冷凝槽和PCBA。清洗劑中使用的皂化劑包括有機和無機兩種，且需含有適當的抑制劑，否則會侵蝕金屬表面，造成焊點鈍化，且溫度越高，暴露于空氣中的時間越長，侵蝕效果越顯著。有機皂化劑一般由堿性胺組成，VOC（揮發性有機化合物） 排放量較高，可能對焊點造成腐蝕，并發生氧化反應降低清洗壽命。由于鹽本身并不會隨溫度的升高而揮發，因此無機皂化劑通過加入適量鹽的方式解決VOC 排放問題，但存在有加工溫度下的水溶性問題，即隨著溫度和濃度的升高溶解度降低，造成皂化劑中鹽的析出，形成堅固的水垢。中性水基清洗劑的清洗力度相對溫和，對器件不會帶來損傷，但清洗效果較差，主要對未固化錫膏、紅膠鋼網、刮刀及點膠頭等器具進行清洗。最新中性清洗劑比堿性清洗劑在清洗細小間距（0.25 mm）器件底部更加出色，且材料兼容性更好，可靠性更高。表6為水清洗后異?，F象及解決方法[1]。

表6 水清洗后異常現象及解決方法

值得注意的是，半水清洗和水清洗工藝對水質要求較高，須配置凈化水裝置進行軟化及去離子處理，從而受到當地自然條件的限制；清洗后的水均需通過廢水處理裝備達到廢水排放要求；清洗后的產品均需進行干燥處理，設備成本高，占地面積較大，能耗較大；廢棄半水清洗劑由于未加熱，還保留穩定的化學成分，相對比較容易清洗，而水清洗一般要求對清洗劑和漂洗水加溫，發生熱變后不易清洗。

2.4 免清洗技術

免清洗技術目前應用最為廣泛，在焊接過程中采用免清洗焊劑或焊膏，焊后直接進入下道工序而不再清洗。值得注意的是，免清洗技術不等于不清洗，而是利用新的方法來達到以往需要清洗才能達到質量要求的工藝技術。免清洗技術可采用兩種方法實現：一是采用低固含量助焊劑，固體成分控制在5%以下，一般在1.5%～3%的范圍，通常選用非松香、非樹脂型，溶劑主要是異丙醇、乙醇或甲醇，活性劑不含有鹵化物，殘渣少或無殘渣；二是在惰性氣氛中完成焊接，可以減小助焊劑使用，達到免清洗效果。

但隨著電子產品組裝高密度化、小型化和無鉛化，增加了免清洗工藝復雜度，特別是低工作電壓情況下。高密度和小型化要求少量焊劑在焊接溫度下更可靠、避免氣化，這就需要更高含量的樹脂或松香；無鉛合金差的潤濕性、流動性及較高的溫度要求焊劑具有高耐氧化性、高氧阻能力、高熱穩定性和低揮發性，從而減少空洞；無鹵化后較高水平的弱有機酸會提高離子濃度易形成電解電池，威脅可靠性。表7 為無鉛焊膏工藝對產品質量的影響，無鉛高溫導致焊劑聚合和更多錫鹽形成，尤其是水溶性焊劑技術中金屬鹽未能被包裹，需要用化學試劑來破壞聚合的助焊劑，清除焊點周圍的污染。

免清洗技術不再是支持最先進技術的可行替代方案，又重新返回到清洗工藝來去除元件下所有可視和能捕獲的焊劑殘留物，并進行三防涂覆。

表7 無鉛焊膏工藝變化對產品質量的影響

3 電子組裝中的清洗方式

清洗技術在生產應用中可分為離線式和在線式，按處理能力分為連續式和批次式，按清洗原理分為人工清洗、浸泡清洗、噴淋清洗及超聲波清洗等。

3.1 人工清洗

人工采用酒精或異丙醇，通過無毛布/ 刷進行清洗，清洗時間約10～15 min，效率較低、清洗效果差、許多污染會殘留在元器件底部，同時清洗過程中極易造成交叉污染，一般達不到較高的清潔度要求。

3.2 浸泡清洗

浸泡清洗是較早的一種清洗工藝，將欲清洗PCBA 浸泡在清洗劑中，使助焊劑殘留物溶解脫落從而達到清洗目的，目前仍是批次式清洗的主要環節。盡管浸泡式清洗十分有效，但受制于產品的大小，一個大而笨重的產品會需要多個清洗腔，且產品的升降也是個問題。清洗劑向PCBA 移動較移動PCBA 更為簡單有效。浸泡式清洗的機械攪動主要采用湍流噴射或超聲，且不斷有研究者對其進行各種改進，如采用新型清洗劑、改變清洗槽中液體的流動方式等。

浸泡清洗對設備要求不高，操作方便，但清洗效果差，時間相對較長，并且需要頻繁更換清洗劑，因此這種方法一般不單獨使用。

3.3 噴淋清洗

噴淋清洗是一種傳統清洗工藝，使用泵或其他高壓方法，將清洗劑噴射到PCBA 上從而使污染物被沖掉，是批次式、連續式清洗的重要一環。噴淋清洗沖刷力強，可以將PCBA 底部沖洗干凈，但是在沖刷過程中容易產生靜電，因此不適合耐壓低的電子元件。

3.4 超聲波清洗

超聲波清洗是一種新型清洗工藝，主要機理是空化效應，高于20 kHz 的高頻超聲波通過換能器轉換成高頻機械振蕩傳入清洗劑，使清洗劑流動并產生數以萬計的微小氣泡。這些氣泡在超聲縱向傳播的負壓區形成并生長，在正壓區迅速閉合熄滅，即稱為空化現象。氣泡閉合時形成約98 MPa 的瞬時高壓，不斷轟擊被清洗物表面，使污染物迅速剝落。

超聲波清洗效果與超聲波發生器輸出功率密度、輸出頻率及清洗溫度有關。輸出功率密度即發射功率/發射面積，通常在0.3～0.5 W/cm2，功率密度越高，空化效果越強，清洗效果越好，但對于精密部件容易產生空化腐蝕。輸出頻率低在液體中產生空化作用越容易，力度大、作用強，適合PCBA 預洗；輸出頻率高則方向性好，空化效果增強，氣泡數量增多，每個氣泡釋放的能量減小，從而也減小超聲波對PCBA 的損傷，適合PCBA 再次清洗；一些元器件不建議采用超聲清洗，比如晶振。

超聲波清洗溫度是影響清洗速度的重要因素，清洗溫度一般在40～60 ℃時空化效果最好。適當提高清洗溫度可增加空化能力、縮短清洗時間，但超過一定溫度，由于蒸氣壓增加反而降低空化作用，因此必須保持一定的溫度。試驗表明水溶性介質一般在50 ℃±5 ℃效果最佳。另外，清洗液液面高于振子表面100 mm 以上為佳，如300 W、28 kHz 液面約高120 mm，600 W、28 kHz液面約高150 mm。另外，28 kHz 時使用孔隙10 mm以上的網框。

3.5 微相清洗技術

微相清洗技術（MPC）是一種新的清洗技術，采用含有獨特活躍因子的水基清洗劑，在受熱或被擾動的情況下形成微相結構，溫度可低至25 ℃。這種特殊的活躍相能夠從基板表面清除各種污染物，并作為載體將污染物轉移到水相環境中。此過程中污染物并沒有被溶解，只是被不斷過慮，污染物能夠被輕易清除且清洗劑的能力不斷再生，使其具有10 倍于傳統清洗劑的使用壽命。由于不含表面活性劑和固含量配方，這種技術不會在基材上有殘留物。

3.6 氣相清洗

氣相清洗是將欲清洗的PCBA 放入沸騰狀態的清洗劑中浸泡，然后送至氣相區氣洗、干燥，其機理是通過加熱把無機氣體激發到等離子態，氣相物質就吸附在固體表面，被吸附的這些基團與固體表面分子反應生成產物分子，產物分子解析后形成了氣相，反應殘余物也隨之脫離物件表面。氣相清洗主要應用于集成電路、硅片及PCBA 的清洗，有時用來清洗焊劑殘余等，以提高鍵合引線和焊接可靠性。氣相清洗采用高能量、低氣壓氣體，如O2、Ar2、H2、CF4/SF6及其混合氣體，目的是增加平均自由程，提高等離子體轟擊待清洗物的概率。采用這種方法清洗的物件潔凈，且不需要再干燥，但是很難有效除去不溶或難溶性助焊劑殘留物。

3.7 等離子體清洗

等離子體是由離子、電子、自由激進分子、光子以及中性粒子組成，正離子和電子的密度大致相等的電離氣體。等離子體清洗PCBA 主要依靠處于“等離子態”物質的“活化作用”達到去除物體表面污漬的目的。清洗時在待洗物件與電極板間施加一個高頻高壓電場，在工作氣氛下（常為O2）電子被加速，轟擊產生氧離子，PCBA 上污垢被氧化為二氧化碳和水，在真空作用下被沖走[5]。

作為一種新型清洗技術，等離子體清洗具有很多優點：無需任何清洗劑，可省去大量成本；不必考慮對PCBA 損傷；滲透能力強，可清洗復雜結構，如特殊元件及各種開孔，特別適用精密電子物件，被認為是最為徹底的剝離式清洗。

3.8 超凝態過冷動力學清洗

超凝態過冷動力學清洗是一種新型工藝技術，主要用于納米級半導體清洗。清洗時將N2 和Ar2 按比例混合，進入一熱交換器后，混合氣體冷卻并在低溫高壓下部分液化，熱交換器的溫度決定了氮氬混合氣體的液化百分比。流經熱交換器后，混合氣便成為氣液混合物，然后進入清洗腔內噴嘴，利用腔內低壓將氣液混合物直接噴向晶圓表面。混合物進入腔室后其中液體部分迅速膨脹并分裂為更細小顆粒，該過程為吸熱過程，腔內溫度降低，小顆粒冷凝為固體晶體，沖擊速度非常高。晶圓表面污染物粒子被高速沖擊而脫離后，被層流氣體吹出清洗腔，而冷凝的固體晶體在排氣過程中升華為氣態然后排走[6]。

4 電子組裝中清洗效果的影響因素

4.1 清洗工藝影響因素

（1）清洗功。要清洗掉污染物，就必須要有足夠的表面能，即清洗功的比率，為液體的重力勢能和動能。清洗功消耗的能量會產生充分力量而達到所需的洗滌率、漂洗率和干燥率。液流的產生來自于噴淋的撞擊壓力、重力和毛細作用。毛細作用力是清洗劑與被清洗零件接觸而產生的附著、聚合及表面張力等的合成力，即可能有利于清洗，也可能妨礙清洗。

（2）清洗劑酸堿度。不同助焊劑應選用不同清洗劑及清洗工藝。首先要針對不同的污染物采用不同pH 值的清洗劑：堿性清洗劑主要用來去除油脂、油污和一般污染物；酸性清洗劑主要用來去除銹斑和氧化物使有色金屬發亮；污染物較少的時候則使用中性清洗劑和具有軟化性能的清洗劑[7]。為了保護焊點不被氧化，一般會在清洗劑中添加體積分數在0.2%～0.5%范圍內的光亮劑。光亮劑為堿性物質，稀釋后清洗劑pH 值為9～10，光亮劑在清洗后焊點表面形成阻擋層，保護金屬焊點不被氧化。

（3）清洗劑溫度及濃度。溫度越高，清洗越容易，但過高會增加清洗劑的蒸發損耗，增加加工成本，而且容易使金屬氧化變色。焊接過程中助焊劑與SnO2反應生成金屬鹽，清洗溫度升高后，金屬鹽水解成不能溶解的Sn (OH)2，從而呈現非金屬光澤。溫度較低，蒸發損失將大幅度降低，回收性能增強，可進一步削減加工成本[7]。清洗溫度一般設定在40～50 ℃（≤60 ℃）或60～70 ℃（純水，≤80 ℃）。

清洗劑濃度的變化，明顯影響清洗質量。清洗劑體積分數一般介于5%～15%，低于5%時，有效成分減少，清洗質量下降明顯，只能通過延長清洗時間來保證質量，高于10%時清洗效果好，質量穩定；推薦在8%～12%范圍，達成質量和成本的平衡。但許多清洗劑采用低氣壓材料，其蒸發速率要低于水，因此操作成本主要還是取決于操作溫度。

4.2 加工工藝影響因素

焊后殘留物的多少不但取決于助焊劑本身，而且還取決于PCB 材質、元器件引腳結構、PCB布局設計、焊接設備性能、工藝參數及作業環境和人員素質等綜合因素。

（1）元器件類型及排列。THT 產品元件底部和PCB 表面間隙相當大，清洗時所需的機械能較小；SMT 產品高密度（元件間距<0.2 mm）細間距元件（QFP、QFN、LCCC、BGA、FC 和0201 及更?。┖蚉CB 表面間隙只有0.025～0.075 mm，從其下面去除助焊劑殘留物是極其困難的。清洗時需更多的機械能量迸出細小的清洗溶液微粒，使其能進入元件底部進行清洗，否則低托腳元件和大面陣列封裝下的殘留物會導致電化學遷移、漏電流和腐蝕發生。

元件排列方面，元件引線伸出方向和軸方向應該與清洗移動方向垂直，傳送帶向下傾斜8～12°，清洗劑非直角噴射到PCBA 上。盡可能使元件分布均勻、不要出現局部元件過于密集現象，要使熱輻射、熱傳導、熱交換均勻順暢，使助焊劑能在理想的空間內充分活化、分解、揮發，特別是雙面板更應減少產生陰影效應的排布方式。

（2）PCB 設計規范。PCB 設計時應避免在元件下面設置電鍍通孔、盲孔；PCB 厚度和寬度要相匹配，不易變形，否則要采用加強筋增加抗變形能力，以免影響清洗效果。此外，焊接掩膜黏性要好，經幾次焊接工藝后無微裂紋或起皺。

（3） 助焊劑類型和使用。焊劑類型是影響PCBA 焊后清洗的主要因素。無鉛焊接較高的溫度和焊劑容量，引起更為嚴重的副作用和更多錫鹽的形成；水基助焊劑具有更高的焊接溫度要求，更難清洗；增加水溶性添加劑以保證有效去除所有焊劑殘余。

合理選擇、儲存和使用助焊劑，正確選擇助焊劑比重和涂敷工藝，比如發泡方式除要保證發泡絲網孔小于0.2 mm，還要嚴格控制泡沫與PCB傳動方向及接觸厚度，否則會造成上板面焊劑淤積。控制好風刀氣壓和噴射角度，既能吹掉液滴又不會將焊劑吹到上板面。根據TGA 測試技術指標來選擇殘留物盡可能少的免清洗助焊劑。

（4）焊接工藝和焊后停留時間?；亓骱附庸に囍?，溫度曲線要合理。高溫時助焊劑中較輕的分子容易揮發，留在PCB 上的助焊劑殘留物多為分子量較大的樹脂，應防止出現過熱導致焊劑變質；焊后停留時間不能過長，否則會使焊劑剩余物硬化，還可形成金屬鹵酸鹽等腐蝕物，一般應在焊后1～2 h 內進行清洗。水基助焊劑殘留物通常要求回流后盡快清洗，放置的時間越長，清洗起來越困難。清洗劑選擇時要考慮對殘留物的溶解性及不兼容性，這二個因素影響靜態清洗率。

波峰焊接工藝中，預熱溫度是助焊劑性能發揮作用的最重要環節，必須保證焊劑充分活化、分解、揮發。一般PCB 上板面溫度達85～110 ℃（插裝件）或100～140 ℃（SMD 元件）為最佳。過波峰時，平整波型和同步流速是均勻焊接和氧化物排放的保證。但由于各種原因帶來在波峰處“窩氣”現象，使局部焊劑不能正常揮發而形成明顯的殘留痕跡。

5 電子組裝中清洗工藝的設計

選擇清洗工藝時，首先考慮PCBA 上有無懼水元件（如電位器）來考慮有機溶劑清洗的選擇；其次考慮PCBA 上有無高頻敏感元件（如晶振）來決定是否使用超聲波來清洗；最后考慮PCBA 上有無懼熱元件（如電解電容）來選擇清洗溫度。

根據焊劑本身清洗特性，由易到難的次序一般為免清洗軟殘余→水溶性焊劑→免清洗硬殘余。要獲得良好清洗效果，一方面要選擇性能良好的清洗劑，另一方面要選擇合適的清洗方式。焊劑清洗一般使用中性PH 值的清洗劑，焊后清洗一般選用堿性清洗劑。表8 為不同殘余類型對應的清洗工藝，表9 為不同清洗階段工藝參數。

6 清洗潔凈度檢測規范

污染物包括離子污染物和非離子污染物，離子污染主要來自于電鍍、回流焊接、波峰焊接及化學清潔等工藝過程，主要為助焊劑殘余、電離的表面活性劑、乙醇、氨基乙醇和人體汗漬。通過離子污染檢測可以在后道工序監測管控清洗質量和效果，保證清洗后的PCBA 離子殘余量在一個合格的范圍內。非離子污染主要包括松香、油類、油脂、手汗及硅膠等。

表8 根據不同殘余類型選擇清洗工藝

表9 不同清洗階段工藝參數設定

6.1 潔凈度檢測方法

電子工業中常見潔凈度檢測方法包括目測法（10～15 倍光學顯微鏡）、電導率法（溶劑提取物電阻系數測量法ROSE 或傳導率測定法SEC，電阻率＞2×106Ω 時為干凈）、表面絕緣電阻測量法（SIR）、離子色譜分析法（IC），紅外和紫外光譜分析法等，除目測法外其余都用于離子殘余物檢測。對于非離子污染物，最常用為FTIR（傅立葉變換紅外光譜法）、HPLC（高效液相色譜法）、螺旋式電子光譜法和UV/VIS 分光光度測定法。紅外光譜分析法是一種重要的工具，可以對殘留物進行定性和定量分析，并指出其來源。表10 為主要紅外光譜階段的有機污染物分類鑒定。其次，SEM+EDX 分析法和俄歇電子分析法也適合于辨別PCB 上的污染物和殘留物，每一種都有其特定的優勢。

6.2 潔凈度標準規范

電子產品應用范圍不同，對其潔凈度的要求也不同，主要檢測項目包括外觀、電遷移、PCBA殘留離子物總量、有機碳含量、殘余顆粒物總量、殘留分子量、表面絕緣電阻和干燥度。其中具體指標主要取自離子殘余物含量、助焊劑殘留物量和表面絕緣電阻。離子污染必須滿足MIL-P-28809標準，表11 給出了染潔凈度要求規范，可供生產參考[9]。表12 給出了助焊劑殘余量要求規范。

表10 紅外光譜階段的有機污染物分類鑒定

表11 電子產品的潔凈度等級及潔凈度標準

表12 助焊劑殘留量潔凈度要求

7 結 論

隨著電子工業技術的發展，無鉛化趨勢和高密度產品高可靠性要求的推廣，對清洗的要求將會不斷提高，尤其是在航天、航空用電子設備中，污染物殘余是直接影響產品質量的極為重要的一環，焊后需對電路組件進行嚴格的清洗。電子組裝產品制造者應當根據產品類型和自身條件，合理選擇清洗工藝，從而提高產品質量，保持不斷發展。

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