清洗印制電路板的傳統(tǒng)方法是用有機(jī)溶劑清洗,由CFC—113與少量乙醇(或異丙醇)組成的混合有機(jī)溶劑對松香助焊劑的殘留物有很好的清洗能力,但由于CFC—113對大氣臭氧層有破壞作用,2013年已被禁止使用,可選用的非ODS清洗工藝包括水基清洗、半水基清洗、溶劑清洗,另外也可以采用不進(jìn)行清洗的免清洗工藝。
表面活性劑
1、常用的表面活性劑
陰離子表面活性劑:如烷基苯磺酸鈉(LAS),烷基磺酸鈉,脂肪醇硫酸鈉,脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES),烷基磺酸鈉(AOS)等。
非離子表面活性劑:如烷基酚聚氧乙烯醚,脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO),烷醇酰胺等。
聚醚:是近年來生產(chǎn)低泡洗滌劑的常用活性物,一般常用環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷共聚的產(chǎn)物,常與陰離子表面活性劑復(fù)配,主要用作消泡劑。
兩性表面活性劑:如甜菜堿等,一般用于低刺激的洗滌劑中。
清洗原理:
對助焊劑殘留物清洗,主要是通過溶解作用完成的。不論是松香還是有機(jī)酸以及它們的錫鹽或鉛鹽,在清洗劑都有一定的溶解度,通過從電路板面向清洗劑里轉(zhuǎn)移這一過程完成殘留物的去除。在溶解過程中,提高清洗劑溫度或輔以威固特洗凈設(shè)備超聲波以及刷洗,都會(huì)加快清洗速度和提高清洗效果。比較的方法還是要使用超聲波清洗。
電路板洗后發(fā)白是怎么回事?
(1)現(xiàn)象:PCB過爐后板面干凈,免洗,但到了第二天就會(huì)有發(fā)白的現(xiàn)象。
(2)分析:
不管板子在清洗后出現(xiàn)白色殘留,還是免清洗的板子存儲后出現(xiàn)白色物質(zhì),還是返修時(shí)發(fā)現(xiàn)的焊點(diǎn)上的白色物質(zhì),無非有四種情況:
1、焊劑中的松香:大多數(shù)清洗不干凈、存儲后、焊點(diǎn)失效后產(chǎn)生的白色物質(zhì),都是焊劑中本身固有的松香。因?yàn)槎鄶?shù)助焊劑和錫膏中,松香類化合物都是作為成膜和助焊的主要化學(xué)物質(zhì)。松香通常是透明、硬且脆的無固定形狀的固態(tài)物質(zhì),不是結(jié)晶體。因此松香在熱力學(xué)上不穩(wěn)定,有結(jié)晶的趨向。松香結(jié)晶后,無色透明體就變成了白色粉末。如果清洗不干凈的話,白色殘留就可能是松香在溶劑揮發(fā)后形成的結(jié)晶粉末。這個(gè)不會(huì)影響到板子的性能。
2、松香變性物:這是板子在焊接過程中,松香與焊劑發(fā)生反應(yīng)所產(chǎn)生的物質(zhì),而且這種物質(zhì)的溶解性一般很差,不容易被清洗,滯留在板子上,形成白色殘留物。但是這些白色物質(zhì)都是有機(jī)成分的,仍能保證板子的可靠性。
3、有機(jī)金屬鹽:清洗焊接表面氧化物的原理是有機(jī)酸與金屬氧化物反應(yīng)生成可溶于液態(tài)松香的金屬鹽,冷卻后與松香形成固溶體,在清洗中隨松香一起除去。如果焊接表面、零部件氧化程度很高,焊接后生成物的濃度就會(huì)很高。當(dāng)松香的氧化程度太高時(shí),可能會(huì)與未溶解的松香氧化物一起留在板子上。這時(shí)候板子的可靠性會(huì)降低。所以,表貼組裝時(shí)要慎重選擇焊接材料。
4、金屬無機(jī)鹽:這些可能是焊料中的金屬氧化物與助焊劑或焊膏中的含鹵活性劑、PCB焊盤中的鹵離子、元器件表面鍍層中的鹵離子殘留、FR4材料含鹵材料在高溫時(shí)釋放的鹵離子反應(yīng)生成的物質(zhì),一般在有機(jī)溶劑中的溶解度很小。
另外,焊劑殘留還與PCB設(shè)計(jì)、回流焊溫度、回流時(shí)間、溫度、濕度等有關(guān)系。
在清洗設(shè)備正常工作(超聲波、溫度、清洗時(shí)間)時(shí)出現(xiàn)發(fā)白現(xiàn)象,說明沒有洗干凈,是清洗力不足導(dǎo)致。白的東西一方面包含松香、聚合松香結(jié)晶體,另一方面也包含小分子酸的錫鹽和鉛鹽。正常情況下松香和聚合松香固化時(shí)并不呈晶體,在溶劑中容易溶解;一旦結(jié)晶,許多性質(zhì)都發(fā)生變化,在溶劑中的溶解速率也變慢許多。小分子酸的錫鹽和鉛鹽在溶劑中的溶解度較小,而且溶解速度慢。在不提高溫度和不延長清洗時(shí)間的情況下,清洗劑的選擇就很重要。如果清洗劑選的合適的話,助焊劑殘留物可能會(huì)被清洗掉;清洗劑一旦選擇與殘留物不匹配,可能很難清洗這些金屬鹽,從而在板子上留下白斑。這些物質(zhì)會(huì)影響到板子的電氣性能。不同的清洗劑對不同的助焊劑表現(xiàn)出不同的清洗效果,這只有通過實(shí)際試用才能選出適合某一助焊劑的清洗劑。
還有一種情況,即平常使用正常,而在天氣不好尤其濕度很大時(shí)會(huì)產(chǎn)白現(xiàn)象。濕度一方面導(dǎo)致清洗劑液面產(chǎn)生凝結(jié)水從而降低了清洗力,另一方面濕度也增加了松香結(jié)晶的機(jī)會(huì)進(jìn)而增加了清洗的難度。出現(xiàn)這種現(xiàn)象也是可以從選擇優(yōu)質(zhì)清洗劑方面解決的。