在SMT装配中清洗免洗的焊膏残留物

大家好，

清洗用免洗的焊膏装配的PCBs很有趣。

最近，我和我在Kyzen的好朋友Mike Bixenman讨论了这个话题。

Dr. Ron (DR)

Mike，今天许多无铅和含铅含膏的产品都是免洗的。它们被设计用以解决装配问题，诸如接枝和枕头缺陷。对于主要应用，免洗产品所剩的少量残留物不成问题。但是，有些装配商追求免洗品的性能，但需要清洗免洗品的残留物，因为他们需要绝对可靠或者化妆品的要求。这些情形有什么清洗方案吗?

Mike Bixenman (MB)

绝对如此！

DR

您能告诉我一点有关这些清洗溶液的情况吗?

MB

工程应用电子装配的清洗剂时，必须考虑几个因素。设计土壤构造、受热、在底部终端元件下的z-轴行程、材料兼容性以及清洗设备。典型的工艺目标要求所有的助焊剂都应在一次清洗循环中被消除，焊接接头闪亮(对合金不产生化学腐蚀)，快速生产速度，对商标和其它建筑材料没有具体的效应，较长的化学电解槽寿命以及低操作浓度。

清洗溶液取决于清洗设备。对于溶剂体系，需要一种溶剂清洁剂–性质要求允许阻燃，恒沸混合物，对工人和环境友好。对于经过水洗的溶液清洁剂，清洁剂要求一种可以用水漂洗的溶液混合物，同时与土壤和清洗设备相符合。对于水性清洁剂而言，清洁剂在工程上使用时能够溶解土壤，极性可导致一种偶极和/或氧化和还原土壤，低表面张力可以降低润湿角，缓冲剂可以稳定pH，去泡沫可以降低在高压下发泡的趋势，抑制剂可以拓宽金属合金的钝化范畴。

最关键的特性是土壤的自然属性。随着焊接温度的升高以及暴露在更高温度下时间的增加，焊膏材料肯定改善隔氧性能并妨止助焊剂烧尽。这要求更高的分子量组份，可以改善土壤的性质，以及消除土壤的清洁溶液。其它的因素诸如加工条件以及这些条件如何改变土壤的清洁性能必须考虑进。例如，过度暴露在热量下可能聚合助焊剂残留物，使得土壤无法清洗。为了更好地理解并计划这些因素，溶解度试验以及使清洁剂符合土壤都有助于设计对于系列的焊接材料残留物有效的配方。

DR

一般需要哪种类型的设备?

MB

两个因素必须相称才能清洗:

1: 清洁剂对于土壤的潜能

2: 清洁机械把清洁剂投放到土壤里，创造一条需要迅速更换土壤所需要的流动通道的动能。 

清洁机要求能够把清洁液送出某一距离，创造足够的力在Z-轴下偏转流体。流体的流动、喷雾碰撞压力和表面张力效果创造了将清洁流体创造了毛细管吸力将清洁液体移动到缝隙的出口。在支架下清洗时，湿润的清洁剂(形成小滴)可以改善毛细管功能，渗透并湿润残留物。溶解速度取决于土壤、温度影响以及需要溶解土壤的清洁剂的浓度。硬土的清洁速度慢并以同心（隧穿效应）法消除土壤。软土的清洁速度快并以隧道效应（多线隧道）法消除土壤。

Z-轴裂口的高度与参透和去除元件下面的土壤所需要的能量，需要清洁土壤和清洗温度直接相关。有趣的是较低的Z-轴缝隙可以增加助焊剂的毛细管功能，未充满元件的底边。发生这种情况时，助焊剂的残留物会控制和关闭在元件下面的任何流动渠道。研究发现表明当能量滴减少，残缺能量较高时，需要使用高压、连贯的喷雾机。相比于4-6mil缝隙，在1-2mil缝隙下清洗需要的洗涤时间长4-8倍。较高的洗涤温度可以增加柔软效果，辅助渗透和去除土壤。净效应是，由于元件降低了规格，Z-轴的缝隙高度减少，需要清洗土壤的清洁因素增加。这些效应使得空中喷雾的设备比浸渍清洁设备更有优势。

DR

清洗结果如何评估，使我们知道电板确实干净了?

MB

我们判断清洁效果的第一层次亲眼看到残留物清洁之后的效果。大多数清洁工艺对于从装配中清除表面残留物都没有问题。问题在于残留物处在元件的底侧。这使得问题复杂，因为在具体元件下的残留物最容易发生故障。这些位置明确的故障可能降临现存IPC标准的信任，在整个电板的表面区阴离子和阳离子的残留物相互关联。所以，在设计清洁工艺时，我们使用带有底部终端元件的试验卡，根据在这些元件下面残留的助焊剂残留物的程度判断清洁性能。为了实现该价值，拆除所有的元件，升级元件下面的残留物表面区，进行统计分析。

在结束时，让我补充说明一下，高密度的内连接装配到电路板上进行的速度很快。在导体之间的传统的SMT元件间距更大。免洗的焊后残留物对可靠性产生的风险极小。信息时代令我们在更小的空间里期待更高级的功能。由于装配减少了尺寸，增加了功能的水平，清洗变得更加重要。我希望在这篇采访稿里讨论的清洗因素洞察了清洗工艺的设计，可能有帮助。

DR

Mike，谢谢。如果人们想更多地了解使用免洗焊膏装配的清洗电板，应该和谁联系呢。

MB

谢谢让我和你的读者分享。我很乐意帮助任何面临清洁挑战的任何人。请和我联系，邮件mikeb@kyzen.com。

欢呼!

Dr. Ron 

Translation powered by Avalon Professional Translation