印制电路板焊接后的清洗技术

印制电路板焊接后的清洗技术

李杨

（河南万象通信有限公司（760厂），河南，新乡，453059）

摘要：焊接是在电子设备的生产中重要的步骤，焊接后必须进行清洗才能保证电子设备的可靠性、电气指标和工作寿命。本文介绍了电路板焊接后的几种清洗技术与它们的特点和适用性。

关键词：PCB、CFC、ODS、清洗工艺

Clean Technique after The Soldering of PCB

Li Yang

（No.760 factory , Henan, Xinxiang, 453059）

Abstract：The solder is an important step in the production of electronic equipments, clean after solder can offer the guarantee of the dependability, function and work life. This article introduced the clean technique and their characteristics and applicability of the PCB.

Key words：PCB、CFC、ODS、clean technique

电子产品焊接后的清洗效果，直接影响到该产品的可靠性、电气指标和工作寿命。因此印制电路板的清洗方法，日益受到电子设备生产企业的重视，成为电子装联中保证可靠性的一道重要工序。清洗实际上是一种去污染的工艺，为了正确选择清洗材料以及确定清洗工艺和清洗设备，必须对影响清洗的各种因素、污染物类型和有关清洗理论有全面的了解。

PCB焊接过程中引入的污染按性质和清洗对策可分为以下三类：

1、极性污染物，主要为卤素活化剂、手汗中的盐分、酸等，这些物质可导致导体之间绝缘电阻降低，在湿热状态下还会腐蚀线路。这类污染应采用极性溶剂溶解清洗。

2、非极性污染物，主要为焊接后焊剂中残留的非极性污染物，包括松香、树脂、手汗中的油脂等，这些物质会影响测试探头的良好接触，并使保护涂层的附着能力降低。这类污染应采用非极性溶剂溶解清洗。

3、物理颗粒污染物，主要有灰尘、反应产物（不溶物）、焊料小球等杂质。这类污染一般采用机械方法，如加压冲洗、超声波等方式清洗。（由于电子产品的特殊性，超声波的使用，要根据电子元器件的具体情况来定。）

由于PCB板上的污染物是三类物质都有，因此清洗时要采取一种可将它们都除去的方法或流程。常用的有：

（1）CFC-113中加入醇类，组成共沸物（组成中含有极性溶剂和非极性溶剂），进行超声或喷淋的方法。

（2）先用溶剂清洗，后用纯水漂洗的半水清洗法。

（3）在纯水中加入可溶解非极性污染物的皂化剂、表面活性剂等，进行超声或喷淋的水基清洗方法。

随着环保要求的提高，又开发出水溶性焊料、焊剂和免洗焊料、焊剂，相应又出现全使用纯水的水清洗法和不进行清洗的免清洗处理方式。可见，清洗主要根据焊料、焊剂的选用而相应的分为溶剂型、半水型、水型、免洗四大类。

现阶段是各种清洗方法并存的时期，电子行业的工艺技术人员，应该了解清洗技术的特点和发展方向，根据自己产品的具体要求和企业特点选择不同的清洗方法，以保证产品的可靠性。

1 溶剂清洗

这类溶剂指的是非水型溶剂。

1.1 ODS类物质溶剂清洗

这类物质包括CFC-113、1,1,1-三氯乙烷等ODS（消耗大气臭氧层物质溶剂），常用的是CFC-113。由于它们性能稳定，适合范围广，清洗效果好，可操作性好，易于回收，曾被我国很多单位广泛使用或现在仍有使用，是多年来电子产品电路板清洗的主要溶剂。但由于其破坏大气臭氧层，国际上已决定全面禁止此类溶剂的使用。作为“蒙特利尔议定书”的缔约国，我国已规定将在2006年全面禁止此类溶剂的使用，因此这种清洗方法将很快被淘汰。

1.2 替代ODS的溶剂清洗

目前CFC清洗的替代方法已有好几种，其中HCFC、HF C清洗溶剂是人们研究开发出ODP值（消耗大气臭氧层潜能值）很低或为0的含氟溶剂，其特点是：使用该溶剂的产品呈干燥性；材料、元件有很好的相溶性；无易燃危险；性能与CFC相似，和现在的CFC-113清洗设备完全兼容，对臭氧层的破坏系数仅为CFC的十分之一至几十分之一或无破坏性，其清洗方法与原CFC-113相近，原有的工艺设备基本上可以兼容，不需变动，被认为是目前过渡阶段推荐的替代物，清洗的效果达到CFC-113的清洗水平，清洗后杂质、离子残留物低于CFC水平，对表面绝缘电阻无不良影响。缺点是：HCFC这种清洗溶剂虽然对大气层的破坏性很低，但还是起到了破坏作用，此类清洗溶剂及清洗工艺方法也将逐渐被淘汰，故只能作为一种清洗用的过渡物质。而HFC虽然对臭氧层没有破坏作用，但温室效应系数较高，因此也属于受控物质。

另外，在电子工业中常见的非ODS清洗剂是醇类，优点是清洗松香焊剂效果非常好，与电子元器件所用材料相容性好，但由于它们的较易燃烧和爆炸，限制了它们的广泛使用。

许多大企业也开发了多种非ODS的溶剂清洗剂投入使用，如杜邦公司的Vertrel系列产品等，为一些ODP值为0的溶剂共沸物，其中有适合PCB清洗的种类，可以使用CFC-113的清洗设备。但是，迄今为止，还没有一种替代物在适用范围和清洗效果上，都能和CFC-113相似的。所以，人们正在研究一种对环境无影响，又能完全取代氟立昂的清洗剂。

1.3 非水溶剂清洗的设备与注意事项

溶剂清洗的设备一般为多槽式清洗机，可以完成浸洗（或附加超声波）、手工喷淋、漂洗、气相清洗和冷凝回收等功能。

非水溶剂清洗的注意事项主要有

（1）注意溶剂的污染性、可燃性、毒性等性质，慎重选用。

（2）充分利用材料的可回收性，尽量节约使用。

1.4 非水型溶剂清洗工艺路线

对于低沸点溶剂可选用：溶剂浸洗(可附加超声) → 溶剂喷淋→ 汽相漂洗→ 干燥

对于较高沸点溶剂可选用：溶剂浸洗(可附加超声) → 溶剂漂洗→ 洁净溶剂喷淋→ 干燥

2 半水清洗

2.1 半水清洗特点

先由溶剂分解松香、油脂杂质，后用水清洗极性污染和漂洗溶剂，由于这两种清洗工艺在一个设备内完成，故合称为半水清洗。工艺包括两个部分：

溶剂清洗：通过溶剂洗涤、乳化，清洗去除印制板上焊剂的残渣和有机污染物。这种溶剂要具有对非极性污染较好的溶解力，同时与水有较好的相容性，以利于下一步水漂洗。

水漂洗：用去离子水除去离子污染物和溶剂洗涤时留下的清洗剂。

半水清洗非常适合松香类焊剂、焊膏和经过波峰焊和再流焊后的SMA的清洗，过程控制简单，不需要复杂的控制就可以保持化学平衡。半水清洗溶剂一般属于可燃溶剂，但闪点较高，使用上比较安全。有的溶剂中添加少量水和表面活性剂制成乳化剂，既降低可燃性又可使漂洗更加容易。溶剂分萜烯类、烃类溶剂等，目前常用的萜烯EC-7就是联合国环保署推荐的替代CFC-113清洗的商品之一。

2.2 半水清洗工艺设备与注意事项