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PCBA怎么清洗,PCBA清洗方法介绍

2018-01-03 22:30:27      点击:


从清洗能力来讲,我们所使用的溶剂中氯氟烃化三氯三氟乙烷(简称 CFC-113),具有脱脂效率高、对助焊剂残渣溶解力强、易挥发、无毒、不燃不爆、对电子元器件和 PCB 无腐蚀以及性能稳定等优点,是一种最为理想的溶剂。但它对大气臭氧层有破坏作用,严重危害人类的生存环境。1987年在加拿大蒙特利尔各国政府签署了保护臭氧层协定书—《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,业界不断进行探索,寻求较好的禁止使用消耗臭氧层物质(ODS,ozonedepleting substance)的替代清洗溶剂。到目前为止,还没有可完全替代且在清洗能力上优异的溶剂。

大部分的中小型代工厂或生产制造工厂基于成本的考虑,均采用手工刷洗的清洗方式。即用防静电刷沾清洗剂在PCB上刷洗,将PCB倾斜成45°角,用刷子从上往下刷,让清洗剂溶解残留后随清洗剂流下去。主要用于局部清洗或对于有些PCB上有不能清洗的元件的PCBA的清洗,此工艺方法虽然简单,但效率低下,清洗剂消耗量大。

对于知名的代工厂或大型生产制造工厂陆续重新考虑清洗工艺,配置相应的在线式清洗机或离线式清洗机,以设备清洗替代人工清洗,保证PCBA清洗品质。

在实际的清洗过程中,经常会出现手工焊接的PCBA,在放置后出现板面发白现象,白色印迹散布在焊点周围异常突出,或者波峰焊焊接的PCBA板面清洗出现暗污印迹严重影响外观验收,不符合IPC-A-610E-2010标准。

白色残留物在PCBA上是常见的污染物,一般多为焊剂的副产物。常见的白色残留物是聚合松香,未反应的活化剂以及焊剂与焊料的反应生成物氯化铅或溴化物等,这些物质在吸潮后,体积膨胀,部分物质还与水发生水合反应,白色残留日趋明显,这些残留物吸附在PCB上除去异常困难,若过热或高温时间长,出问题更严重,从焊接工艺前后的PCB表面的松香及残留物的红外光谱分析结果证实了这一过程。

不管板子在清洗后出现白色残留,或者是免清洗的板子存储后出现白色物质,还是返修时发现的焊点上的白色物质,无非有四种情况:

1. 焊剂中的松香:大多数清洗不干净、存储后、焊点失效后产生的白色物质,都是焊剂中本身固有的松香。松香通常是透明、硬且脆的无固定形状的固态物质,不是结晶体,松香在热力学上不稳定,有结晶的趋向。松香结晶后,无色透明体就变成了白色粉末。如果清洗不干净的话,白色残留就可能是松香在溶剂挥发后形成的结晶粉末。当PCB在高湿条件下存储,当吸收的水分达到一定程度时,松香就会从无色透明的玻璃态向结晶态逐渐转变,在视角上看就是形成白色粉末。究其本质仍是松香,只是形态不同,仍具有良好的绝缘性,不会影响到板子的性能。松香中的松香酸和卤化物(如果使用的话)一起作为活性剂使用。人造树脂通常在低于100℃以下不与金属氧化物反应,但温度高于100℃时反应迅速,它们挥发与分解快,在水中的可溶性低。

2. 松香变性物:这是板子在焊接过程中,松香与焊剂发生反应所产生的物质,而且这种物质的溶解性一般很差,不容易被清洗,滞留在板子上,形成白色残留物。但是这些白色物质都是有机成分的,仍能保证板子的可靠性。

3. 有机金属盐:清除焊接表面氧化物的原理是有机酸与金属氧化物反应生成可溶于液态松香的金属盐,冷却后与松香形成固溶体,在清洗中随松香一起除去。如果焊接表面、零部件氧化程度很高,焊接后生成物的浓度就会很高。当松香的氧化程度太高时,可能会与未溶解的松香氧化物一起留在板子上。这时候板子的可靠性会降低。

4. 金属无机盐:这些可能是焊料中的金属氧化物与助焊剂或焊膏中的含卤活性剂、PCB焊盘中的卤离子、元器件表面镀层中的卤离子残留、FR4材料含卤材料在高温时释放的卤离子反应生成的物质,一般在有机溶剂中的溶解度很小。

在组装过程中,对于电子辅料极有可能使用了含卤素的助焊剂(虽说供应商提供的都是环保助焊剂,但完全不含卤素的助焊剂还是比较少的),焊接后板面残留有卤素类离子(F、Cl、Br、l)。这些离子状卤素残留物,本身不是白的,也不足以导致板面泛白。这类物质遇水或受潮后生成了强酸,这些强酸开始和焊点表面的氧化层起反应,就生成了酸盐,也就是看到的白色物质。

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