電子裝聯中水清洗的應用

展亞鴿

摘? 要：本文簡單介紹幾種常用的清洗技術，并結合實際情況詳細分析皂化水清洗的工藝流程，提出存在問題和解決方法，與同行共鑒。

關鍵詞：電子裝聯;清洗;清洗劑;離子污染測試

電子裝聯中，電子線路板焊接完成后，在焊點周圍和印制電路板表面，總會存在焊劑殘渣、油污、手汗等沾污物。這些物質含有多種化學元素，隨著產品使用時間的增加，環境條件的變化，會出現腐蝕加深、絕緣電阻下降，甚至會發生電器短路、開路，接觸不良等故障。為此，在電子設備防護處理前，必須對焊點及印制板進行充分的清洗，以提高可靠性和壽命。

電子產品的裝配與機械產品的裝配有著顯著的區 別：一方面電子產品 的結構較機械產品的結構簡單，更多地表現為元器件的裝配;另一方面電子裝配作業 的自動化程度明顯高于機械產品裝配。這方面以印制 電路板裝配為代表，由于通孔插裝技術尤其是表面貼裝技術的應用，大部分裝配工序都可以由機器完成，大幅度提高了裝配作業的自動化水平。

在生產高、精、尖電子產品中尤其需要完善的清洗工藝來保證產品質量。清洗工藝包括傳統的手工清洗、CFC 氣相清洗、超聲波清洗、免清洗等等。水清洗真正發展起來是氟里昂禁用后，也就是九十年代末開始迅速發展，而且到現在為止，隨著技術的發展軍品水清洗越來越多，并擴展到較多使用皂化劑配水溶液清洗。

常用手工清洗方法有兩種，即用蘸有清洗劑的棉紗或者棉球逐點擦洗焊點，還可將清洗劑放入容器中，用毛刷刷洗。清洗劑一般使用無水乙醇或無水乙醇和汽油的混合溶液。手工清洗是比較落后的清洗工藝，但它不需要專用設備，清洗工藝簡單，在手工焊時可邊焊接邊清洗，此法適用于小批量和單件生產，但隨著BGA、QFP等器件的大規模使用，這類方法就表現出明顯的缺點，即清洗效果不好，大的集成電路芯片底部不易清洗干凈，清洗效率不高。超聲波清洗是利用超聲波產生的空化作用，使沾污物破裂凈化，脫離基體，達到清洗的目的。這種方式對清洗件在清洗槽內的放置位置和深度都有嚴格的要求，必須控制避免強烈的空化作用對某些元器件的影響，而且清洗液易污染，必須考慮其回收利用。

氣相清洗的清洗劑一般采用三氟乙烷和乙醇的共沸物，原理：先將清洗液煮沸，再將清洗見之于清洗劑的蒸汽中，由于清洗件表面溫度低于蒸汽溫度，蒸汽會在表面冷凝成液體，污染物溶解并隨液體滴落，達到清洗的目的。值得注意的是，F l l3 一類清洗劑己被國際上認定為消耗臭氧層物質，簡稱O D S。自19 85 年英國科學家在南極觀測站發現“ 臭氧洞” 以來，如何保護臭氧層已成為世界三大環境問題之一，引起了世界各國的注意。1987年通過的《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》規定了消耗臭氧層物質的生產量和消費量限制的進程;1992年1月在丹麥哥本哈根召開的會議上，又決定進一步加快淘汰O D S物質的步伐，規定發達國家在19% 年不再生產和使用O D S 物質;發展中國家到2010年停止生產和使用O D S 物質。我國政府己在該協議書上簽了字，成為正式締約國。我國雖屬發展中國家，但隨著國際淘汰步伐的加快，也加快了淘汰步伐，要求清洗行業提前到2 0 0 6 年。同時國外對用O D S 物質清洗的產品采取了嚴格的限制措施，凡用O D S 物質清洗生產的產品發達國家不準進口，這勢必影響到我國外向型經濟的發展。因此促進適用于高效率電子裝聯用的新型清洗技術應用是當務之急。

免清洗工藝目前尚不太成熟，涉及到從基板、元器件到免清洗焊劑和焊接工藝等一系列工藝問題和管理問題，是一項系統工程，因此不太容易推廣。

水清洗技術一般分為純水清洗、皂化劑或水系溶劑清洗、半水清洗。純水清洗不言而喻，因不能溶解松香類助焊劑而不能在要求嚴格的軍品生產中使用。皂化劑或水系溶劑清洗主要的清洗原理是在一定溫度下，皂化劑（或者溶劑）可以和松香型焊劑剩余物發生皂化反應（或者絡合反應），形成脂肪酸鹽等易溶于水的產物，最終被連續的去離子水漂洗帶走。半水清洗則先采用各種乳化液對組件進行浸洗或噴洗，然后再用去離子水漂洗，整個流程需要的時間要比皂化劑水清洗長一倍以上。

經過調研，結合本單位產品是多品種、小批量的生產特點，選用皂化水清洗技術和半水清洗技術中的乳化清洗技術是適宜的，國內許多科研單位和小批量的生產廠家都選用這兩種清洗技術，相應形成全自動皂化水清洗系統和全自動半水清洗系統兩種生產方案，全自動水清洗系統的清洗效果在簡單印制板組件上表現得不如無水乙醇刷洗，但是仍可以滿足要求，復雜組件的清洗效果也能夠滿足標準要求。從實驗發現的問題和解決方法來看，使用該設備進行印制板組件焊接后清洗也存在不足之處，但是可以通過特殊組件二次裝配、局部擦洗以及使用真空干燥箱后補干燥的方式補償，因此從技術上來說是可行的。

人們對電子產品追求微型化、薄型化、更高性能等要求永無止境，現有裝聯工藝技術終極發展對此有些無能為力，未來 電子元氣件、封裝、安裝等產業將發生重大變革，將由芯片封裝安裝再到整機的由前決定后的垂直生產鏈體系，轉 變為前后彼此制約的平行生產鏈體系，工藝技術路線也必將 作出重大調整，以適應生產鏈的變革;PCB、封裝和器件將融 合成一體，傳統的使用機械鑿刻（通過化學反應）最終達到非常小尺度的工具不再有優勢。電子裝聯工藝技術逐漸放棄以往的工具、技術和模型，最終將沿著分子生物學的線索走向分子水平。自動清洗中，板子成批量進行，不但提高了清洗效率和清洗效果的一致性，也改善了操作的安全性（清洗在腔室中自動進行），從工程化上來說也具有一定的優勢，因此值得推廣應用。

參考文獻

[1]? 余國興.現代電子裝聯工藝基礎[M].西安電子科技大學出版社，2007，5.

[2]? 樊融融.現代電子裝聯工藝工程應用 1100 問[M].電子工業出版社，2013，10.