AK225在印刷电路板清洗中的应用

CFC-113 三氯乙烷 HCFC-123 HCFC-141b HCFC-225ca HCFC-225cb
3. AK-225的性质及使用
3.2环境的可接受性和毒性研究
由替代氟烃毒性试验方案（PAFT）对HCFC-225S 进行毒性研究，结果证实HCFC-225ca和HCFC-225cb 毒性都不高。 艾姆斯式化验和体内不定期的DNA合成等基因试 验中，仅在使用人体淋巴细胞菌种的研究中发现 HCFC-2252ca能引起基因材料的变化。不过，多项研究 的结果在总体上证明无论HCFC-25ca还是HCFC-225cb 都 没有致癌突变性 。董竞武等（2003）对HCFC-225S 的28 天吸入毒性试验观察结果表明，HCFC-225 的 急 性毒性属于微毒；吸入毒作用的主要靶器官为动物的肺 脏和肝脏，其次是肾脏。最小毒作用浓度(LOEC) 为 37.350 mg/m3，未观察到毒作用浓度(NOEC) 为12.450 mg/m3 。
Asahi Glass公司生产的商业化产品Asahiklin AK-225作为替代品可以很好的解决目前的替代问题。
3. AK-225的性质及使用
3. 1 AK-225的基本特性
3.2环境的可接受性和毒性研究 3. 3 AK225的需求量和应用 3. 4 AK-225与其它清洗剂的组合应用 3. 5 汽车用PCB的助焊剂的清除


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。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。
3. AK-225的性质及使用
AK225S(HCFC-225S)的特点是：使用该溶剂的 产品呈干燥性；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，在性能及物性上，是目前最接近CFC113的溶剂 型清洗剂，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。是CFC-113较为理想的过渡替 代物。
3. AK-225的性质及使用
3. 1 HCFC-225(AK-225)的基本特性
在AK-225各型号中，AK-225AES作为穿孔电路 板、表面实装电路板、柔性电路板等印刷电路板的清 洗剂发挥着真正的价值。这是因为AK-225AES对各种 有机化合物具有优良的溶解性、对金属及塑料材料的 影响低、表面张力低、干燥性强的特点。而且，蒸发 汽化热低，可避免受结露而引起损坏。而对于特殊助 焊剂的清洗，AK-225T可提供较好的效果。同时， AK-225可与其它助焊剂清洗剂配合形成清洗、干燥系 统。此外，通过蒸汽清洗和超声波清洗的配合使用， 可以得到很好的清洗效果。
2.3 现有非ODS清洗剂

目前，CFC-113的替代溶剂主要有HCFC系列溶剂、 氯代烃合成溶剂、烃类溶剂、醇类溶剂、碱性水溶 液等。 替代CFC-113的氟系清洗剂主要有HCFC(含氢氟氯 化 碳 ) 、 HFC( 含 氢 碳 氟 化 物 ) 、 HFE( 氢 氟 醚 ) 及 PFC(全氟化碳)等。其中HFC，HFE，PFC本身不具 有清洗力，需要和其它化合物组合后才能使用。该 类清洗剂具有与CFC-113接近的清洗性能，稳定，低 毒性，不燃，安全可靠，但是通常价格昂贵。
AK-225S在印制电路板 清洗中的应用
张剑波 北京大学环境学院
AK-225S在印制电路板 清洗中的应用
1. 印刷线路板的清洗对象 2. PCB的非ODS清洗工艺 3. AK-225的性质及使用 4. AK-225S用于PCB清洗的特点
1. 印刷线路板的清洗对象
印制电路板（PCB）在制造过程中不可避免的 沾染了周围环境中存在的灰尘、纤维、金属和非金 属及其氧化物碎屑等污垢；在焊接过程中还会沾上 汗迹、指纹、油污及助焊剂残留物等化学物质、这
些污染物按性质不同一般可分ຫໍສະໝຸດ Baidu四种类型：离子
型水溶性污垢、非离子性水溶性污垢、非水 溶性污垢及不溶性污垢。
1. 印刷线路板的清洗对象
1.1 离子性污垢
离子性污垢对印制电路板的破坏力极大，会使电 路的信号发生变化、电路板出现电迁移、电路断路、 腐蚀以及涂敷层的附着力下降等问题。 清洗方法：用水溶解的方法去除。在清洗中需加 入适当的添加剂并辅以加热、机械搅拌等物理手段。
2. PCB的非ODS清洗工艺
2.1 可采用的PCB非ODS清洗工艺（1）
目前对印制电路板组装件焊接后的非ODS清洗 质量的控制有两种工艺方法。
免清洗焊接工艺：免洗技术是指通过改进生产设备，
加工工艺和产品设计提高元器件的质量，使原清洗 对象可以免除清洗直接进入下一道工序，保证元器 件的洁净质量与用ODS清洗后的相同。由于所使用 的免清洗液态助焊剂不含卤化物活性剂，印制电路 板组装件焊后无需清洗即可进入下一工序。
2. PCB的非ODS清洗工艺
2.2 ODS清洗剂替代技术要求
理想的ODS替代品清洗剂必须具备以下条件：
优良的溶解与清洗能力；
无毒、无公害；符合国际公约的要求；
不可燃；
性能稳定，无腐蚀性，不影响产品品质； 易蒸发，无残留物； 良好的性能价格比，替代费用可被接受。
2. PCB的非ODS清洗工艺
1.2 非离子型水溶性污垢
非离子型水溶性污垢可使印制电路板的润湿特性 及组装涂覆层的附着力发生变化，使电路板的表面绝 缘电阻降低。有时还会有电迁移、腐蚀等现象发生。 清洗方法：为更好的去除这类污垢在清洗水中要 加入添加剂，并采用提高水温、延长清洗时间、辅之 以机械搅拌等措施。
1. 印刷线路板的清洗对象
3. AK-225的性质及使用
3. 1 HCFC-225(AK-225)的基本特性
Asahi Glass公司的Asahiklin AK-225是两种异构 体的混合物，已经实现商品化。 AK-225与醇和其它溶剂混合成为类似于共沸物的 混合物，适用于助焊剂的清除应用。 AK-225AES是类似于共沸物的混合物，它是由AK225、乙醇和稳定剂混合而成，可用于应用多种助焊 剂的清除。 AK-225T和AK-225ATE是用于解决在AK-225AES清 洗后的印制电路板上偶尔形成的白色残余物问题。 AK-225T是AK-225、乙醇、烃和稳定剂的混合物； AK-225ATE同样是类似于共沸物的混合物，由AK225，乙醇、顺式－1，2-二氯乙烯和稳定剂混合而成。
1.3 非水溶性污垢
非水溶性污垢对印制电路板的表面润湿特性、黏 结性能、组装涂覆层均有不利的影响。而且对印制电 路板上的电联接点耐使用环境影响的可靠性有较大的 不利影响。 清洗方法：可采用非极性溶剂溶解清洗。
1.4 不溶性污垢
不溶性污垢通常与可溶性污垢混杂在一起，在清 洗过程中当可溶性污垢被清除之后，这类污垢通过冲 洗等手段即可被清洗掉。 清洗方法：通过强力喷射、刷洗、超声波清洗等 物理手段去除。
3. AK-225的性质及使用
3. 3 HCFC-225的需求量和应用
Asahi Glass的AK-225在1991年推向市场，1992年 需求量骤涨。目前产量的60%应用于日本，10%和5% 在美国和中国，其余部分销往亚洲其它国家。
图1是依据混合 物的种类细分AK225的应用。
图1 AK-225产品细分
3. HCFC-225的性质及使用
3.2环境的可接受性和毒性研究
表2 HCFC-225s环境可接受性研究
化合物 大气中寿命 (年) 85 6.1 1.4 9.4 2.5 6.6 ODP (CFC-11=1.0) 0.8 0.12 0.02 0.11 0.025 0.033 GWP (100 年，CO2＝1) 5000 100 93 630 170 530
2. PCB的非ODS清洗工艺
PCB的传统清洗剂多为CFC-113。该溶剂表面张 力和粘度较小，与相同沸点的其他溶剂相比，具有良 好的去水和蒸发作用。而且CFC-113最重要的优点是 KB值适中，同时对材质的兼容性较好。 由于CFC-113性能稳定，适合范围广，易干燥、 润湿性好，不腐蚀损伤线路板，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，是电子产品电路板清洗的主要溶剂。 然而，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。
3. AK-225的性质及使用
3. 1 HCFC-225(AK-225)的基本特性
沸点、表面张力和KB值(贝壳松脂丁醇Kauri－ Butanol)值是清洗剂的主要特性。AK-225与CFC-113 的 沸点范围都为 40-60º C，因此在室温下很容易处理， 不会对温度敏感部件或材料造成影响，很适合清洗塑 料和橡胶等。表面张力较低，使得清洗剂能渗透到狭 窄的缝隙，30-35的KB值 显示其能清洗油、油脂和尘 埃等污垢，并且清洗时对塑料和橡胶没有负面影响， 具有均衡的溶解能力。此外，气化潜热较小，溶剂气 化耗能较少，易于干燥。由于AK-225的特性和CFC113非常相似，替代过程无需改变清洗设备和清洗程 序。
3. AK-225的性质及使用
3. 1 HCFC-225(AK-225)的基本特性
表1 AK-225的物理特性
AK-225 202.94 54 131 1.55 0.59 0.385 145.3 1.05 0.031 0.033 31 无 CFC-113 187.38 47.6 35 1.57 0.65 0.457 151.6 0.97 0.0109 0.017 31 无 分子量 沸点/℃ 冰点/℃ 密度/（g/cm3）, （25℃） 粘度/cP, （25℃） 蒸汽压/（kg/cm2）, （25℃） 气化潜热/（J/g）, （标准状况） 比热容/（J/g）,（25℃） 水的溶度（质量分数）/%, （25℃） 水中溶解性(质量分数)/%, （25℃） KB 值 闪点/℃
2. PCB的非ODS清洗工艺
2.1 可采用的PCB非ODS清洗工艺（2）
在印制电路板组装件焊接后进行清洗，主要清洗
方法包括三种，溶剂清洗、半水清洗及水清洗。 水洗技术分高纯水清洗和水中添加表面活性剂清 洗两种工艺；半水洗技术是指半水洗过程通过有 机溶剂与水形成乳化液清洗污垢；非ODS有机溶 剂清洗技术，此工艺采用非ODS溶剂进行清洗， 其工艺与原工艺相似。
AK-225AES，AK-225AE和A-225T还可用于消除 PCB、陶瓷基底制的混合电路以及电机的转子上的助 焊剂。
3. AK-225的性质及使用
3. 4 AK-225与其它清洗剂组合应用
在日本，把AK-225与其它溶剂—起使用的新应用 越来越多。一个典型的应用是：用烃清洗零件，再用 AK-225蒸汽漂洗，除掉粘附在表面上的烃。另外，还 有用水洗或半水洗清洗剂清洗零件，然后用水漂洗。 漂洗后，用醇除掉附在表面的水，然后再用AK-225除 掉醇。这些应用中，首先用非AK-225清洗剂，并不是 用AK-225取代CFC-113。随后，用AK-225进行漂洗和 干燥剂，解决干燥和/或水斑问题。
3. AK-225的性质及使用
3.2环境的可接受性和毒性研究
AK-225的ODP和GWP值是估计其环境的可接受 性的重要数值。表2中列出了HCFC-225ca，HCFC225cb和其它卤烃在大气中存留时间、ODP值和 GWP值。按存活时间计算，HCFC-225ca和HCFC225cb的ODP值分别为0.025和0.033；GWP值分别为 170和690。HCFC-225s的ODP和GWP值大大低于 CFC-113。另外，依据美国清洁空气法，HCFC225s可受到VOC(挥发性有机化合物)规程的豁免。
3. HCFC-225的性质及使用
3. 3 HCFC-225的需求量和应用
如图1所示，其中80%用的是纯AK-225，其余大 部分是AK-225AES，用于清除助焊剂的混合物。
AK-225是精密零件清洗剂，用于清洗金属、塑料 或两者混成的零件。最近还有把AK-225用于漂洗和干 燥和用它替代CFC-113和1,1,1-三氯乙烷清洗零件，另 外的应用方面是载体溶剂和化学反应溶剂。