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水基清洗剂详细介绍【原创】-合明科技

关键词导读：PCBA线路板、PCB、免洗助焊剂、水基清洗、电子元器件、SMT波峰焊、回流焊

 一、影响水基清洗剂在清洗过程中的损耗因素：

在水洗过程中，清洗阶段流失了清洗剂，水通过雾气疏散到通风排气口，水蒸汽进入到通风排气口，并且拖拽清洗液进入化学分离阶段，称之为：排气和带离造成额损耗。

为了维持低成本最低化的过程，这三种类型损失需要被降到最低。

蒸发、排气损失是受排气、温度、流体流动、流体压力和蒸汽压力影响：

1.  高吸气增加了清洗剂损失至耗尽的水平。为了解决这类问题，空气流动必须被适当地平衡、控制或者辅以气体回收装置。

2.  目前，液体处理时，水是十分易挥发的溶剂。清洗温度增加了水分子由液态转变成雾水混合状态的趋势。

3.  水将会带有一些有机原料从排气管中排出。因此，具有高气压的水处理设备正以更快的速率损失至耗尽。

4.  水流和水压增加了喷淋室中水珠和水雾混合状态的浓度。水珠和水雾在空气中浓度的增加又必然导致更多清洁设备的损耗。

5.  液态的有蒸发成气态的趋势，并且所有的气体也有凝结成液体的趋势。随着清洗温度的增加水蒸气的压力和所用的原材料变得足够去克服气压然后将液体气化并且直到耗尽。

蒸发所导致的的水和水基清洗剂的损失通常不是1:1 。低蒸气压成分往往凝结回到清洗箱。

携带者清洗箱里的清洗液到下一个处理流程。对于单室机和多室机，存在于机箱、管道以及产品硬件上的清洗箱里的清洗液到下一个处理流程。

 二、影响水基清洗剂清洗电路板的工艺效果因素：

影响清洗工艺效果的需求和材料因素包括：电路密度、元器件托高高度、助焊剂残留成分、回流温度和清洗前的受热次数。可能受清洗工艺严重影响的组件材料包括板覆铜层，表面镀层、塑胶件、元器件、标签、器件标识、金属合金、涂覆层、非密封元器件、粘合剂。制备元器件和组装物料（工序中使用的化学品包括清洗和表面预处理工艺）可能受组装清洗工艺的严重影响。可能影响清洗工艺效果的工序中使用的化学品包括SMT焊膏、SMT焊接助焊剂、波峰焊锡条、波峰焊助焊剂、用于返工的锡丝、助焊剂或者任何其它必须在清洗工艺中清除的物质。

 三、水基清洗剂一般清洗工艺流程定义：

水基清洗步骤与定义

第一步 洗涤：

首要的清洗操作，利用化学和物理作用将不期望的杂志（污染物）从表面去除。洗涤液可由纯水或者含弱碱性化学品的水所构成。

第二步 冲洗：

清洗操作（通常跟随在洗涤步骤之后），用干净纯水冲洗置换（通常是通过稀释）任何残留物污染的洗涤液。通常对采用多次冲洗来减少任何残留污染。

第三步 干燥：

去除任何残留在已洗涤和已冲洗表面的水的制程。干燥后应该是无脏污的表面。

 四、水基清洗剂与电子制程过程各类清洗应用：

1.      在线式底部喷流（又名：SMT锡膏印刷机底部擦拭清洗）（合明科技水基清洗剂W2000）

用于底部喷流的水基清洗剂的设计，与批清洗工艺类似。在线工艺需要在短时间及在没有强大机械力的情况下能有效去除脏污。

2.      维护保养清洗（合明科技水基清洗剂W4000系列、W5000）

水基清洗剂在组装过程中的各个阶段都被需要用来清洗过程材料。过程设备（SMT设备）、托盘、托板、夹治具、载具都必须定期清洗。

3.      波峰焊定位装置清洗（链爪清洗）（合明科技水基清洗剂W4000系列、W5000、W365）

助焊剂残留物会在波峰焊机的机械爪上残留和变干。当在制程中用了水溶性助焊剂时，水基定位装置清洗剂通常被用来清洗机械爪。水基清洗剂也是与松香、免清洗助焊剂有很好的匹配性。

4.      波峰、回流和空气过滤器清洗（冷凝器、过滤网）（合明科技水基清洗剂W4000系列、W5000）

过滤器沉积的松香脏污需要定期清洗。水基清洗剂是为了消除重松香而设计的，水基清洗剂必须设计成支持清洁设备和脏污类型。

5.      托盘清洗（合明科技水基清洗剂W4000系列）

水基清洗剂对沉积在波峰焊盘板上的松香清洗很有效。与其它工艺设计一样，水基清洗剂必须设计成支持清洁设备和脏污类型。

五、如何选择一款合适的水基清洗剂？

 水基清洗剂选择标准通常包括但不限于以下标准：

1.      清洗设备类型（超声波清洗设备OR喷淋清洗设备）；

2.      电子制程需要；

3.      材料兼容性（需要做兼容性测试）；

4.      环境

5.      成本

6.      剂槽寿命

7.      气味

8.      技术支持

鱼骨图（如下图）强调当选择一种清洗剂（无论水基清洗剂还是半水基、环保清洗剂）需要考虑的一些因素。受测试样本和测试时间的限制，当评估并限定清洗剂时对每一个因素进行研究相当困难。为了在选择一个清洗剂上给予协助。有以下几点值得参考：

A.      水基清洗剂去除污染物的效果如何？

B.      在你的制程中，需要多高的清洗浓度来消除助焊剂残留物？

C.      在你的制程中，需要多高的清洗温度来消除助焊剂残留物？

D.     清洗剂的浓度水平是多少？（推荐的浓度范围）

E.      可能的助焊剂污染物负载量是多少？

F.       清洗剂起泡吗？

G.     污染物负载量对材料的影响是什么？（清洗剂材料及器件材料）

H.     对材料（金属合金、压层板、塑料、合成橡胶、涂料、组件、零件标识、标签、油墨）的兼容性如何？

 六、水基清洗剂与电子组件清洗材料介绍

电子组件清洗材料设计方案涵盖三类，包括溶剂、半水基与水基成份。在之前的臭氧消耗时代，三氯三氟乙烷（CFC-113）和松香基助焊剂是标准成分。目前，清洗剂的选择是根据被清洗的污物、生产率、现成的清洗设备，与结构材料的兼容性，成本，和环境法规。所有清洗材料类型包含优点和缺点。在大多数情况下，应用推动着清洁材料的类型。

某些助焊剂材料并非为清洗而设计。有些免洗助焊剂产品被列为可清洗的免洗。在设计方面，组装业者所选定的焊接材料必须考虑产品是可清洗的。用户应该向它们的焊接材料供应商询问关于清洗的性能。

 （一）溶剂清洗剂材料：

溶剂清洗材料使用四个构件的一至三个：溶解力、次要成份和润湿。几类溶剂已被确定为替代臭氧消耗的化学品。当清洗电路组件或者先进封装时，溶剂清洗的一个关键性质是使用后成份的挥发。汽化热将溶剂从液相转变成蒸气态。有些溶剂清洗剂的混合物，形成恒沸物或者类似恒沸物恒沸点的性质。呈现低汽化热、扩散和极性性质的成份是适合于印制线路板的蒸气脱脂候选者。它们可能是自清洗和低残留。挥发性和易蒸发也可被视为缺点包括在排放上的遏制、可燃性、毒性和地方法规。平衡清洗剂的正面和负面的特性是必要的。

通常用在部件的溶剂清洗材料在清洗工艺中或者在需要更好润湿的地方不能耐受水。需要去除的污染物（助焊剂残留）必须分散和溶解在清洗溶剂中。作为从松香基材料演变来的助焊剂，水溶性、低残留和合成成分可能或者不可能分散和溶解到溶剂中而被清洗。选择焊膏和波峰焊助焊剂必须以溶剂溶解为基础。

 （二）半水基清洗材料：

半水基是溶剂洗涤/水冲洗的工艺。半水基产品使用三个要素：溶解力、润湿和在配方设计中的少量成份。目的是将污物从组件或者元器件的表面溶出。一旦洗涤步骤完成后，部件通过一系列的去离子水冲洗步骤以去除洗涤用的化学品，斑点膜和离子残留等。部件最后被干燥去水并且通常达到检测不到的污染残留。

当选择半水基清洗溶剂时，会存在广泛的产品选择。具有不同的化学结构的有机溶剂混合物被选择。大多数是低蒸汽压溶剂，润湿剂和抑制剂的结合。它们被设计为去除极性（助焊剂、离子盐）和非极性（轻质油、指纹、灰尘）污物。半水基清洗剂由于其稳定的结构和容纳高含量污物的趋向，而具有从两个月到一年的典型的清洗寿命。应用温度介于24° C~71° C[75° F~160° F]之间，取决于溶剂与温度相对的活性水平和溶剂的闪燃点。半水基化学品与大多数用于电子组件的元器件有良好的兼容性。

 （三）水基清洗剂材料：

水基清洗材料是可溶于水的工程浓缩液体。水基清洗材料是不易燃并且通常在高能量的机器上处理（表4-2）。高能量的机器提供速度、压力、喷淋渠道和流量来传输清洗剂。水基浓缩产品根据“清洗速率定理”工作，即：静态清洗速率（清洗材料在其没有撞击能量的温度和浓度状况下溶解残留助焊剂的速率）加上动态清洗速率（在清洗机中的能量和时间）等于工艺清洗速率。

 电子组件清洗剂的设计方案：

以上一文，仅供参考！

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