清洗原理:
对助焊剂残留物清洗,主要是通过溶解作用完成的。不论是松香还是有机酸以及它们的锡盐或铅盐,在清洗剂都有一定的溶解度,通过从电路板面向清洗剂里转移这一过程完成残留物的去除。在溶解过程中,提高清洗剂温度或辅以威固特洗净设备超声波以及刷洗,都会加快清洗速度和提高清洗效果。比较的方法还是要使用超声波清洗。
溶剂清洗设备
1、目前应用的清洗设备大部分都使用了超声波清洗机。
超声波清洗机是一种广为应用的批量式清洗器,既可满足小批量生产,也可满足大批量生产。虽然超声波有可能损坏元件内部引线,但是美国和日本的许多公司目前正使用得成功。由香港公司投资设立的深圳威固特洗净设备有限公司,生产的产品亦是成功的。其产品拥有自主知识产权,售后服务更是实施“交钥匙工程”,免除你的后顾之忧,真正让你“买得放心,用得更放心。
清洗后的检测
1、目测:用2~10倍的光学显微镜检查电路板是否有焊剂残留物和其它沾污物。此法较为简便,但要定量表示微量残留物就困难。
2、溶剂萃取:将电路板浸入试验溶液,然后用离子测试仪测量它的离子电导率。此法设备贵、速度慢,但可靠性高。
3、测量表面绝缘电阻(SIR)
此法的优点是直接测量和定量测量;而且可以检测局部区域是否存在焊剂。但此法较为复杂,需要在电路板表面层上设计附加电路。
电路板洗后发白是怎么回事?
(1)现象:PCB过炉后板面干净,免洗,但到了第二天就会有发白的现象。
(2)分析:
不管板子在清洗后出现白色残留,还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。因为多数助焊剂和锡膏中,松香类化合物都是作为成膜和助焊的主要化学物质。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。因此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。这个不会影响到板子的性能。
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:清洗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。所以,表贴组装时要慎重选择焊接材料。
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。
另外,焊剂残留还与PCB设计、回流焊温度、回流时间、温度、湿度等有关系。
在清洗设备正常工作(超声波、温度、清洗时间)时出现发白现象,说明没有洗干净,是清洗力不足导致。白的东西一方面包含松香、聚合松香结晶体,另一方面也包含小分子酸的锡盐和铅盐。正常情况下松香和聚合松香固化时并不呈晶体,在溶剂中容易溶解;一旦结晶,许多性质都发生变化,在溶剂中的溶解速率也变慢许多。小分子酸的锡盐和铅盐在溶剂中的溶解度较小,而且溶解速度慢。在不提高温度和不延长清洗时间的情况下,清洗剂的选择就很重要。如果清洗剂选的合适的话,助焊剂残留物可能会被清洗掉;清洗剂一旦选择与残留物不匹配,可能很难清洗这些金属盐,从而在板子上留下白斑。这些物质会影响到板子的电气性能。不同的清洗剂对不同的助焊剂表现出不同的清洗效果,这只有通过实际试用才能选出适合某一助焊剂的清洗剂。
还有一种情况,即平常使用正常,而在天气不好尤其湿度很大时会产白现象。湿度一方面导致清洗剂液面产生凝结水从而降低了清洗力,另一方面湿度也增加了松香结晶的机会进而增加了清洗的难度。出现这种现象也是可以从选择优质清洗剂方面解决的。