SMT清洗工艺培训课件

这两类清洗设备的清洗原理是相同的，都采用冷凝—蒸发的原理
清除残留污物。主要步骤是：将溶剂加热使其产生蒸汽，将较冷的被
清洗电路板置于溶剂蒸汽中，溶剂蒸汽冷凝在电路板上，溶解残留污
物，然后，将被溶解的残留污物蒸发掉，被清洗电路板冷却后再置于
溶剂蒸汽中。循环上述过程数次，直到把残留污物完全清除。
批量式清洗器适用于小批量生产的场合，如在实验室中应用。它
1.连续式溶剂清洗技术特点
连续式清洗机一般由一个很长的蒸汽室组成，内部又分成几
个小蒸汽室，以适应溶剂的阶式布置、溶剂煮沸、喷淋和溶剂储
存，有时还把组件浸没在煮沸的溶剂中。通常，把组件放在连续
式传送带上，根据SMA的类型，以不同的速度运行，水平通过蒸汽
室。溶剂蒸馏和凝聚周期都在机内进行，清洗程序、清洗原理与
降低到传送带以下时，清洗周期就变成蒸汽—喷淋—蒸汽周期。
7.3 水清洗工艺及设备
水是一种成本较低且对多种残留污物都有一定清洗效果的溶
剂。水对大多数颗粒性、非极性和极性残留污物都有较好的清洗
效果，但对硅脂、树脂和纤维玻璃碎片等电路板焊接后产生的不
溶于水的残留污物没有效果。在水中加入碱性化学物质。如肥皂
污染物可能的来源
① 有机化合物。来源于焊剂、焊接掩膜、编带、指印等。
② 无机难溶物。来源于光刻胶、PCB处理、编带、焊剂剩余
物等。
③ 有机金属化合物。来源于焊剂剩余物、白剩余物等。
④ 可溶无机物。来源于焊剂剩余物、白剩余物、酸、水等。
⑤ 颗粒物。来源于空气中的物质、有机物残渣等。
3.溶剂的种类和选择
一种清洗周期，通常在两个工序之间都对组件进行喷淋。开始和最终
的喷淋在倾斜面上进行，以利于提高SMD下面溶剂流动的速度。典型
的喷淋压力范围为4116Pa～13720Pa，这种类型的清洗机常采用扁平、
窄扇形和宽扇形等喷嘴相结合，并辅以高压、喷射角度控制等措施进
行喷淋。
2)喷淋—浸没煮沸—喷淋周期。采用这类清洗周期的连续式溶
水清洗设备分为以下三类： （1）批次式水清洗设备。在一个清洗室内完成清洗、漂洗、
干燥等步骤，适合中小批量和多品种、小批量生产使用。 （2）多槽式清洗设备。一般有四个槽，分别完成清洗、漂洗、
吹干的步骤，并设有附加干燥箱完成最终干燥任务，可以手工 操作或机械传送。 （3）在线式多槽清洗机。PCB由可调速大网隙传送带输送， 整个机器内部一般有四个洗涤区域，两道风刀和热风干燥区域 组成，并具有水加热功能，分别完成预洗、漂洗、切风、干燥 的过程。在线式多槽清洗机可以与前面的波峰焊、再流焊组成 线上清洗，也可作为独立单元对经过手工补焊的印制板进行清 洗。
批量式清洗类似，只是清洗程序是在连续式的结构中进行的。
连续式溶剂清洗机
2.连续式溶剂清洗系统类型
连续式清洗机按清洗周期可分为以下3种类型：
1)蒸汽—喷淋—蒸汽周期。这是在连续式溶剂清洗机中最普遍采
用的清洗周期，组件先进入蒸汽区，然后进入喷淋区，最后通过蒸汽
区排除溶剂送出。在喷淋区从底部和顶部进行上下喷淋。不论采用哪
(2)清洗装载装置若是托盘筐架式结构，待清洗SMA应垂直放在托盘上再
装入筐架中，慢慢向下移动放入煮沸槽上面的蒸汽区内，一般不应把组件浸
没在煮沸槽中。
(3)采用喷枪喷淋的场合，应待被清洗SMA在蒸汽中停留到溶剂停止在组
件上凝聚后再进行喷枪喷淋。
(4)喷淋时，溶剂蒸汽消失。当组件需继续在溶剂蒸汽中再进行一个清洗
凝聚溶剂，该类系统也可利用可调加热致冷系统完成同样的过
程。
2. 清洗原理
无论何种溶剂蒸汽清洗系统，其清洗技术原理基本相同：将
需清洗的SMA放入溶剂蒸汽中后，由于其相对温度较低，故溶剂蒸
汽能很快凝结在上面，将SMA上面的污染物溶解再蒸发，并带走。
若加以喷淋等机械力和反复多次进行蒸汽清洗，其清洗效果会更
3.对清洗用水的要求 由于电子设备对离子污染非常敏感，所以对清洗用水的要求非常高。具体要求是： （1）预洗和清洗可用软化水，或使用软化水配制成清洗液。 （2）漂洗应用去离子水。 （3）去离子水的等级应按照产品的要求来选择；一般情况下可用电阻率为50kΩ～
100kΩ的纯水，对质量性能要求较高和表面涂敷的产品应选用1MΩ～18MΩ的纯水。 制纯水设备以自来水为原料，一般包括粗滤、细滤、去离子装置，去离子装置又分为电
第7章 表面组装清洗工艺
机械工业出版社同名教材 何丽梅 主编
7.1.1 清洗的主要作用
清洗是一种去污染的工艺。SMA(表面组装组件)的清洗就是要
去除组装后残留在SMA上影响其可靠性的污染物，排除影响SMA长期
可靠性的因素。对SMA清洗的主要作用是：
① 防止电气缺陷的产生。最突出的电气缺陷就是漏电，造成
的操作是半自动的，溶剂蒸汽会有少量外泄，对环境有影响。
1.批量式清洗系统结构特点
批量式溶剂清洗技术用于清洗SMA较普遍，其清洗系统有许多
类型。最基本的有4种：环形批量式系统，偏置批量式系统，双槽
批量式系统和三槽批量式系统。这些溶剂清洗系统都采用溶剂蒸
汽清洗技术，所以也称为蒸汽脱脂机。它们按下述工序完成蒸馏
剂清洗机主要用于难清洗的SMA。要清洗的组件先进行倾斜喷淋，然
后浸没在煮沸的溶剂中，最终再倾斜喷淋，最后排除溶剂。
3)喷淋一带喷淋的浸没煮沸—喷淋周期。采用这类清洗周期的
清洗机与第二类清洗机类似，只是在煮沸溶剂上面附加了溶剂喷淋。
有的还在浸没煮沸溶剂中设置喷嘴，以形成溶剂湍流。这些都是为
了进一步强化清洗作用。这类清洗机，在煮沸浸没系统的溶剂液面
渗析、离子交换树脂、反渗透三种方法，具体使用要根据进水水质和用户要求的出水电 阻率水平来设计方案。清洗废水如果达不到国家的排放标准，必须经过污水处理达标后 才能进行排放。污水处理设备应根据污水的污染物组成进行设计，一般都包含以下功能： 过滤或沉淀颗粒物、去除油性污染、化学法沉淀金属离子、中和等。由于使用水为清洗 主要材料，所以在使用中必须注意以下几点： ① 水质要保证达标，不能在清洗过程中因水质问题而引入新的污染。 ② 干燥要充分，否则对以后的保存、防护涂覆都有影响。 ③ 针对焊剂、焊料不同，可选用皂化水洗、纯水洗。 ④ 由于水洗不如溶剂清洗的宽容度高，因此，对工艺控制相应要求较严格，如水温、压 力、走带速度、皂化剂含量等应综合考虑。同时，清洗效果与印制板的装联密度也有一 定的相关性。
溶剂混合后的溶剂进行清洗，混合溶剂由两种或多种溶剂组成。
选择溶剂，除了应该考虑与残留污物类型相匹配以外，还要考虑一些
其他因素：去污能力、性能、与设备和元器件的兼容性、经济性和环
保要求等。
7.2.1 批量式溶剂清洗技术
溶剂清洗设备可分为连续式清洗器和批量式清洗器两大类，每一
类清洗器中都能加入超声波冲击或高压喷射清洗功能。
周期时，需要附加时间以重新形成饱和蒸汽区(通常为60s～90s)。
(5)清洗周期完毕，从清洗机中提出装载筐架应缓慢。机器停机后，应盖
上机盖防止溶剂损失。
7.2.2 连续式溶剂清洗设备
连续式清洗设备用于大批量生产的场合。它的操作是全自动
的，具有全封闭的溶剂蒸发系统，能够做到溶剂蒸汽不外泄。连
续式清洗机特别适用于表面安装电路板的清洗。
（2）使用纯水对水溶性焊料、焊剂进行清洗的纯水清洗。其 清洗特点有以下几点：
① 安全性好。
② 配方组成自由度大，清洗范围广，对极性和非极性污染物都 有良好的清洗效果。
③ 价格低，原料易得。
④ 配合使用超声波的情况下，洗涤效果更好。
2.水清洗工艺设备 水清洗工艺设备主要由制纯水、清洗、废水处理三类设备组成。
或胺等表面活性剂，可以改善清洗效果。除去水中的金属离子，
将水软化，能够提高这些添加剂的效果并防止水垢堵塞清洗设备。
因此，清洗设备中一般使用软化水。水清洗技术是替代CFC清洗
SMA的有效途径。
1.水清洗特点 水清洗技术可分为以下两大类：
（1）在纯水中加入皂化剂、表面活性剂的水基清洗方式，可 以对松香焊剂、油污、离子污染等进行清洗。
这种缺陷的主要原因是PCB上存在离子污染物，有机残料和其它粘
附物。
② 清除腐蚀物的危害。腐蚀会损坏电路，造成器件脆化；腐
蚀物本身在潮湿的环境中能导电，会引起SMA短路故障。
③ 使SMA外观清晰。清洗后的SMA外观清晰，能使热损伤、层
裂等一些缺陷显露出来，以便于进行检测和排除故障。
7.1.2 清洗方法分类及溶剂的种类和选择
2.污染物类型
污染物是各种表面沉积物或杂质，以及被SMA表面吸附或吸收的
一种能使SMA的性能降级的物质。这些不同类型的污染物可归纳为极
性和非极性两类。
① 极性污染物的分子具有偏心的电子分布，即在分子中的原子
之间“连接”的电子分布不均匀是良好的导体，能引起电路故障，还能与金属发生
好。
双槽批量式清洗机示意图
3.清洗工艺要点
(1)煮沸槽中应容纳足量的溶剂，以促进均匀迅速地蒸发，维持饱和蒸汽
区。还应注意从煮沸槽中清除清洗后的剩余物。
(2)在煮沸槽中设置有清洗工作台，以支撑清洗负载；要使污染的溶剂在
工作台水平架下面始终保持安全水平，以便使装清洗负载的筐子上升和下降
时，不会将污染的溶剂带进另一溶剂槽中。
(3)溶剂罐中要充满溶剂并维持在一定水平，以使溶剂总是能流进入煮沸
槽中。
(4)当设备启动之后，应有充足的时间(通常最少15min)形成饱和蒸汽区，
并进行检查，确信冷凝蛇形管达到操作手册中规定的冷却温度。然后再开始
清洗操作。
(5)根据使用量，周期性地用新鲜溶剂更换煮沸槽中的溶剂。
4.操作注意事项
(1)操作人员应戴上安全眼镜，以免溶剂进入眼睛导致严重人身事故。
4.水清洗工艺流程