PCB組裝后需要進行有效的清潔

電子制造商一直將清潔視為必不可少的過程。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)備變得越來越小，對更高性能和更好可靠性的要求也越來越強。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，以確保達到最佳清潔性能。

需要清洗的階段

即使在焊接過程完成之前，也要清潔電路板上的污染物。實際上，印模前的生產(chǎn)階段也可能會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。

沒有干凈的過程

上述對多個步驟進行清潔的要求已導致制造商采用“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?，只有在涂覆或包封工藝之前，活化劑和松香才可以除去?/span>

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

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

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上占主導地位，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)點和缺點之外，所有溶劑清潔劑的共同特征包括快速蒸發(fā)和單級清潔。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，例如，氣味低，不易燃，VOC低/無毒，毒性低。

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

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）使用皂化作用來中和助熔劑酸。但是，水基清潔劑在清潔過程中需要多個階段才能完成操作。其中包括漂洗的兩個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，同時僅需要最少的漂洗?；旧?，有兩種主要類型的殘基-非離子殘基和離子殘基。

離子殘留物是助焊劑殘留物，并且在回流過程之后會留下有害的材料焊接。水溶性有機或無機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率。由于這會導致電路之間的電流泄漏，因此會降低PCB上電子元件和組件的可靠性。這也會導致腐蝕加劇并促進枝晶生長。

非離子殘留物主要是松香，油脂和油，通常是有機的和不導電的。電路板的制造或組裝過程通常會留下這種殘留物。對于組件上的插入式觸點或連接器，非離子殘留物的絕緣性能是一個問題。此類殘留物的存在會導致阻焊膜，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影響存在它們的PCB的運行和可靠性。但是，大部分電路故障是由于離子污染造成的。

清潔度評估

隨著電子行業(yè)的發(fā)展以及清潔市場的發(fā)展，定義評估特定應用所需清潔度的指標非常重要。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的，因此重要的是使用正確的方法來確定所達到的清潔度水平并評估是否符合指定標準。有許多方法可用于評估離子和非離子污染物的清潔水平。

光學檢查過程

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

光學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。

可見光譜和高效液相色譜法或HPLC是鑒定殘留松香的方法。識別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)點和缺點。通常，實現(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測試的簡單自動化版本。他們利用ZeroIon，Ionograph或Omega Meter進行測量和質(zhì)量控制測試。IPC-TM-650定義了行業(yè)標準，其中去離子水和異丙醇溶液可提取污染物，而儀表可測量電導率的變化。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。

測量表面電阻

IC或離子色譜法和SIR或表面絕緣電阻是測量PCB表面污染程度的另外兩種方法。SIR過程在高于正常溫度和濕度水平的情況下測量電流隨時間的變化。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，通過識別和量化PCB上存在的特定離子種類來評估PCB清潔度。該測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。