PCB組裝后需要進(jìn)行有效的清潔

電子制造商一直將清潔視為必不可少的過(guò)程。他們清潔產(chǎn)品的主要目的是去除可能有害的污染物，主要包括焊錫，助焊劑和粘合劑殘留物。清潔還可以去除其他更一般性質(zhì)的污染物，例如其他制造過(guò)程中留下的碎屑和灰塵。

在迅速發(fā)展的電子行業(yè)中，清潔可確保高表面電阻，從而防止電流泄漏導(dǎo)致PCB故障，從而從根本上提高產(chǎn)品的可靠性和使用壽命。隨著電子設(shè)備變得越來(lái)越小，對(duì)更高性能和更好可靠性的要求也越來(lái)越強(qiáng)。因此，要獲得高絕緣電阻，就要求電子組件本質(zhì)上是干凈的。這意味著電子工程師必須與粘合劑，助焊劑，清潔劑和清潔設(shè)備的制造商緊密合作，以確保達(dá)到最佳清潔性能。

需要清洗的階段

即使在焊接過(guò)程完成之前，也要清潔電路板上的污染物。實(shí)際上，印模前的生產(chǎn)階段也可能會(huì)引入必須清除的污染物。模切后，可能必須除去粘合劑，而在焊接后，可能需要清潔板上的腐蝕性助焊劑殘留物和多余的焊膏。

沒(méi)有干凈的過(guò)程

上述對(duì)多個(gè)步驟進(jìn)行清潔的要求已導(dǎo)致制造商采用“不清潔”工藝。盡管與傳統(tǒng)類型相比，免清洗工藝的助焊劑具有較低的固形物含量，但它們?nèi)园罨瘎┖退上悖挥性谕扛不虬夤に囍?，活化劑和松香才可以除去?/span>

免清洗過(guò)程中殘留的殘留物，以及缺少的清洗階段收集的其他多余化學(xué)物質(zhì)，可能會(huì)附著在PCB表面并影響所應(yīng)用保護(hù)介質(zhì)的性能。因此，即使涉及“不干凈”助焊劑的先進(jìn)技術(shù)也不能保證組裝后的電路板干凈，特別是對(duì)于電子行業(yè)的高速和高頻要求。

另外，還需要清潔階段，以在需要返工時(shí)去除粘合劑和涂層，清潔組件并保持生產(chǎn)線正常運(yùn)行。

清潔方法

電子工業(yè)目前使用兩種主要類型的清潔劑。它們之一是基于溶劑的，而另一種是基于水的。盡管溶劑型清潔劑最初在市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位，但它們具有破壞大氣中臭氧層的有害特性。因此，制造商用各種各樣的溶劑清潔劑代替了溶劑型清潔劑。

新的清潔劑系列又分為三個(gè)部分：不易燃的溶劑清潔劑，不易燃的鹵化溶劑清潔劑（例如HFE和HFC）以及易燃的溶劑清潔劑。

除了它們各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)之外，所有溶劑清潔劑的共同特征包括快速蒸發(fā)和單級(jí)清潔。但是，即使這些新型清潔劑也需要包括提取在內(nèi)的專業(yè)設(shè)備，以防止毒性和其他可能的危害。

為了限制溶劑消耗的臭氧消耗排放，制造商還開(kāi)發(fā)了水基清潔劑，與溶劑基清潔劑相比，它們具有若干優(yōu)點(diǎn)，例如，氣味低，不易燃，VOC低/無(wú)毒，毒性低。

清潔的應(yīng)用主要取決于設(shè)備，例如浸入式噴霧，超聲波或洗碗機(jī)類型的應(yīng)用。因此，必須為特定工作確定合適的水性清潔劑。在實(shí)際實(shí)踐中，與溶劑型清潔劑相比，水基清潔劑要復(fù)雜得多。

有效清潔

水性清潔劑的工作方式不同。有些利用表面活性劑技術(shù)從PCB表面去除污染物。它們降低了界面張力，并使溶液中的污染物懸浮或乳化。其他類型的水基清潔劑（主要是助焊劑去除劑）使用皂化作用來(lái)中和助熔劑酸。但是，水基清潔劑在清潔過(guò)程中需要多個(gè)階段才能完成操作。其中包括漂洗的兩個(gè)階段以及最終的干燥階段。

乙二醇類清潔劑是一種新型的無(wú)表面活性劑的水性清潔劑。它們結(jié)合了溶劑型和水基清潔劑的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)僅需要最少的漂洗?；旧希袃煞N主要類型的殘基-非離子殘基和離子殘基。

離子殘留物是助焊劑殘留物，并且在回流過(guò)程之后會(huì)留下有害的材料焊接。水溶性有機(jī)或無(wú)機(jī)離子殘基通常在帶電離子的溶液中解離，從而增加了溶液的整體電導(dǎo)率。由于這會(huì)導(dǎo)致電路之間的電流泄漏，因此會(huì)降低PCB上電子元件和組件的可靠性。這也會(huì)導(dǎo)致腐蝕加劇并促進(jìn)枝晶生長(zhǎng)。

非離子殘留物主要是松香，油脂和油，通常是有機(jī)的和不導(dǎo)電的。電路板的制造或組裝過(guò)程通常會(huì)留下這種殘留物。對(duì)于組件上的插入式觸點(diǎn)或連接器，非離子殘留物的絕緣性能是一個(gè)問(wèn)題。此類殘留物的存在會(huì)導(dǎo)致阻焊膜，灌封膠和保形涂料的粘合性差。而且，這些可以封裝異物和離子污染。

非離子污染物和離子污染物都會(huì)影響存在它們的PCB的運(yùn)行和可靠性。但是，大部分電路故障是由于離子污染造成的。

清潔度評(píng)估

隨著電子行業(yè)的發(fā)展以及清潔市場(chǎng)的發(fā)展，定義評(píng)估特定應(yīng)用所需清潔度的指標(biāo)非常重要。由于大多數(shù)助焊劑殘留物和污染物在肉眼甚至在放大情況下都是肉眼看不見(jiàn)的，因此重要的是使用正確的方法來(lái)確定所達(dá)到的清潔度水平并評(píng)估是否符合指定標(biāo)準(zhǔn)。有許多方法可用于評(píng)估離子和非離子污染物的清潔水平。

光學(xué)檢查過(guò)程

目視檢查是通常與其他方法一起使用的重要過(guò)程，盡管它不提供定量信息。這是監(jiān)視兩種殘留物（視覺(jué)部分）的最簡(jiǎn)單方法，通常伴隨著約10-15倍的放大倍數(shù)。對(duì)于大多數(shù)生產(chǎn)過(guò)程（包括處理和包裝）而言，此過(guò)程已足夠。

光學(xué)檢查的另一種方法是FTIR或傅立葉變換紅外光譜法，專門用于測(cè)量非離子殘留物。一種分析方法，可有效確定存在的精確污染量。

可見(jiàn)光譜和高效液相色譜法或HPLC是鑒定殘留松香的方法。識(shí)別PCB殘留物和污染的其他方法是掃描電子顯微鏡或SEM和能量色散X射線或EDX。

上述每種方法都有其自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。通常，實(shí)現(xiàn)這些方法所需的設(shè)備很昂貴，并且很少在生產(chǎn)環(huán)境中使用。

溶劑電阻率

測(cè)量溶劑萃取物（ROSE）的電阻率是通常用于確定離子污染程度的常用方法。也稱為溶劑萃取物電導(dǎo)率或SEC，它涉及溶劑的電阻率隨溶液中離子濃度的升高而降低。

許多電子裝配廠使用ROSE測(cè)試的簡(jiǎn)單自動(dòng)化版本。他們利用ZeroIon，Ionograph或Omega Meter進(jìn)行測(cè)量和質(zhì)量控制測(cè)試。IPC-TM-650定義了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中去離子水和異丙醇溶液可提取污染物，而儀表可測(cè)量電導(dǎo)率的變化。盡管提供了快速的結(jié)果并被廣泛接受，但是上述測(cè)試方法有其局限性，適用于傳統(tǒng)的基于松香的助焊劑和離子污染。

測(cè)量表面電阻

IC或離子色譜法和SIR或表面絕緣電阻是測(cè)量PCB表面污染程度的另外兩種方法。SIR過(guò)程在高于正常溫度和濕度水平的情況下測(cè)量電流隨時(shí)間的變化。隨著絕緣電阻隨著污染的增加而降低，電流在PCB上的梳狀交錯(cuò)圖案之間改變。

離子色譜法或離子色譜法是一種更現(xiàn)代的方法，通過(guò)識(shí)別和量化PCB上存在的特定離子種類來(lái)評(píng)估PCB清潔度。該測(cè)試方法提供了特定介質(zhì)可以去除的離子殘基列表。

概要

所需的清潔度完全取決于最合適的清潔工藝的選擇，這是以最小的成本獲得最大清潔度和可靠性的關(guān)鍵。