隨著社會(huì)發(fā)展和電子制造行業(yè)的不斷進(jìn)步，電子產(chǎn)品安全可靠性、功能性、耐久性提出了更高的品質(zhì)要求，電子產(chǎn)品制造工藝中印制板及組件的清洗對于提高電子產(chǎn)品安全、耐久、可靠性極其重要。IPC-CH-65B作為全球電子印制板及組件清洗的唯一指南，為電子制造行業(yè)的清洗提供應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

IPC——國際電子工業(yè)聯(lián)接協(xié)會(huì)是一家全球性非盈利電子行業(yè)協(xié)會(huì)，他們開發(fā)了電子行業(yè)的許多手冊和指南，如IPC-CH-65B印制板及組件清洗指南就是由IPC清洗與涂覆委員會(huì)(5-30)和清洗與替代分委員會(huì)(5-31)共同開發(fā)，應(yīng)用于指導(dǎo)全球電子印制板及組件的清洗技術(shù)、清洗工藝設(shè)計(jì)、殘留物危害性分析及清洗術(shù)語的定義等指南手冊。

IPC-CH-65B CN印制板及組件清洗指南參與單位及技術(shù)組成員：

王璉（主席） 深圳市合明科技有限公司

季桃仙 深圳市合明科技有限公司

王治平 臺達(dá)電子(中國區(qū))

鄭銘鴻 臺達(dá)電子電源( 東莞 )有限公司

徐隆德 臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司

劉子蓮 工業(yè)和信息化部電子第五研究所(中國賽寶實(shí)驗(yàn)室)

蔡穎穎 工業(yè)和信息化部電子第五研究所(中國賽寶實(shí)驗(yàn)室)

楊穎 工業(yè)和信息化部電子第五研究所(中國賽寶實(shí)驗(yàn)室)

何驍 工業(yè)和信息化部電子第五研究所(中國賽寶實(shí)驗(yàn)室)

左新浪 工業(yè)和信息化部電子第五研究所(中國賽寶實(shí)驗(yàn)室)

宿燁 工業(yè)和信息化部電子第五研究所(中國賽寶實(shí)驗(yàn)室)

張峰 KYZEN

王海萍 KYZEN

陳德鵝 中興通訊股份有限公司

王劼 潔創(chuàng)貿(mào)易( 上海 )有限公司

劉佳 株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司

周峰 株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司

羅勁松 深圳長城開發(fā)科技股份有限公司

李淑榮 北京航星科技有限公司

付成麗 佰電科技(蘇州)有限公司

董華峰 上海永積化學(xué)技術(shù)有限公司

蔣蘇誠 博世汽車部件(蘇州)有限公司

合明科技作為IPC-CH-65B CN印制板及組件清洗指南標(biāo)準(zhǔn)建立的主席單位，在此對于IPC-CH-65B CN印制板及組件清洗指南中的標(biāo)準(zhǔn)和術(shù)語、清洗設(shè)計(jì)、清洗材料兼容性指示、印制線路板上的污染物及清洗考慮要點(diǎn)為大家進(jìn)行解讀，希望幫助大家較快的了解該清洗指南并加以實(shí)際運(yùn)用。

1、IPC中標(biāo)準(zhǔn)、術(shù)語與定義

IPC-CH-65B作為電子行業(yè)清洗指南，它表述力求準(zhǔn)確、專業(yè)、規(guī)范，因此引用許多的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及聯(lián)邦法規(guī) 、測試方法和工具。限于篇幅本文僅列舉關(guān)注度較高的標(biāo)準(zhǔn)、手冊等。

表1：IPC標(biāo)準(zhǔn)

表2：工業(yè)聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)

同時(shí)IPC-CH-65B對清洗材料和溶劑清洗、半水基清洗、水基清洗工藝步驟及環(huán)境條件均有專門的定義，為電子清洗行業(yè)形成規(guī)范的術(shù)語體系意義重大。

2、IPC的清洗設(shè)計(jì)

由于低殘留物(即免洗)的助焊劑/焊膏的出現(xiàn)，很多人認(rèn)為印制板及組件等不再需要清洗。但隨著電子元器件高集成化、高精密、高密度封裝及底部填充劑材料的變化，為了保證最終產(chǎn)品的高穩(wěn)定性及可靠性就必須對電子元器件進(jìn)行有效的清洗，因此IPC-CH-65B專門有關(guān)于清洗設(shè)計(jì)部分：

2.1對清洗對象的全面了解。印制板布局、孔深徑比、組件幾何形狀、所采用的材料、焊接材料類型、組裝方式等，另外需要對清洗對象上的污染物有必要的了解，根據(jù)污染物的類型(極性污染物、非極性污染物)來設(shè)計(jì)清洗劑能更高效。

2.2對清洗劑主要有溶劑型、半水基型、環(huán)保水基型，根據(jù)環(huán)保指數(shù)、污染物類型、材料兼容性及制程適用性對清洗劑類型進(jìn)行選擇。為了清洗劑的設(shè)計(jì)更直觀，IPC-CH-65B提供了基本的方案。

表3：電子組件清洗劑設(shè)計(jì)方案：

2.3 清洗設(shè)備的設(shè)計(jì)，根據(jù)生產(chǎn)效率要求和清洗對象的數(shù)量差別，有兩種設(shè)備模型可選用批量式和在線式。兩者有各自的特點(diǎn)，批量式清洗設(shè)備清洗量大、在同一節(jié)奏下有較高的清洗效率、受外界影響因素少;而在線式清洗設(shè)備，在線一次性完成清 洗、漂洗、烘干全部工序，適合中高產(chǎn)量清洗。

2.4 在IPC-CH-65B指南中所述的清洗工藝主要有靜態(tài)浸泡、超聲、噴淋、離心等，工藝設(shè)計(jì)通常根據(jù)清洗力、對清洗件損傷性、清洗精細(xì)度要求，適用的清洗對象等考察相應(yīng)的清洗工藝。

表4：清洗工藝方案

在設(shè)計(jì)清洗方案時(shí)還需要考慮到清洗劑對工藝的適用性，如部分水基清洗劑含有少量表面活性劑而多泡，則不適合噴淋清洗工藝;更多水基清洗劑是兩相體系，易相分離所以不適合靜態(tài)浸泡和長時(shí)間超聲。所有涉及水基清洗劑的清洗工藝都需要在清洗后面增加適當(dāng)次數(shù)的純水漂洗及干燥工序，保證清洗對象的可靠性。

3、IPC材料兼容性提示

為確保印制電路板組件的可靠性，要求了解制造電子元器件和組件的原材料性能及特點(diǎn)，鑒別清洗工藝對外觀質(zhì)量甚至整個(gè)元器件結(jié)構(gòu)潛在的負(fù)面影響。清洗工藝中關(guān)鍵性的材料兼容性注意事項(xiàng)有元器件、組裝材料、清洗劑、清洗工藝中應(yīng)用的沖擊能量，預(yù)計(jì)的工藝時(shí)間、溫度和設(shè)備設(shè)計(jì)?？赡苁芮逑垂に噰?yán)重影響的組件材料包括板敷銅層、表面鍍層、塑膠件、元器件、標(biāo)簽、器件標(biāo)識、合金金屬、涂覆層、非密封元器件、粘合劑等。所以在清洗工藝設(shè)計(jì)階段應(yīng)對印制板組件物料與清洗工藝之間的兼容性進(jìn)行測試。

3.1 物料兼容性測試 兼容性測試通常是兩個(gè)時(shí)間周期進(jìn)行。短時(shí)間的測試取決于設(shè)備或操作人員的預(yù)期清洗周期，可通過升高清洗溫度、加大機(jī)械力、延長工藝時(shí)間(合理的超出預(yù)期范圍)等方式進(jìn)行測試;長時(shí)間的測試應(yīng)該由封裝者或制造者決定，可通過長時(shí)間暴露測試或反復(fù)多次暴露等方式，以驗(yàn)證可能出現(xiàn)的膨脹、破裂、老化等不良現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 不兼容表相：印制板組件物料與清洗工藝不兼容的表相有：尺寸變化、顏色變化或元器件表面變化、周圍液體顏色改變或者渾濁等。

3.3 兼容性測試方法

3.3.1 對于非金屬物料和元器件的材料兼容性測試可參考Pratt Whitney 規(guī)范：PWA 36604非金屬物料的兼容性，B版本，06-08-98修訂。

3.3.2 對于金屬合金物料的兼容性測試可參考ASTMF-483《全浸腐蝕標(biāo)準(zhǔn)測試方法》

3.3.3 IPC聯(lián)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)J-STD-001中對產(chǎn)品硬件的兼容性測試，從測試載體、測試試樣、樣本數(shù)量均有相應(yīng)要求。

4、IPC印制線路板上的污染及影響

組件貼片和結(jié)構(gòu)的高密度化、低間隙組件下面會(huì)伴有很多助焊劑殘留及元器件的微型化組裝，使得達(dá)到適當(dāng)?shù)那鍧嵉燃壸兊迷絹碓嚼щy。和污染有關(guān)的工藝過程和服務(wù)增大了元器件失效的潛在可能。腐蝕問題縮短了產(chǎn)品壽命，同時(shí)由于造成導(dǎo)線間離子遷移、元器件引腳間漏電流、電阻耦合和/或者電化學(xué)電池的形成等因素也造成了產(chǎn)品功能性下降。由此IPC就PCBA污染物類型及可能造成的危害進(jìn)行了引導(dǎo)性概述。

表5：PCBA污染物分類

5、組裝殘留物清洗的考慮要點(diǎn)

電子組裝制程的范圍從簡單到復(fù)雜，所設(shè)計(jì)材料非常廣泛，制程中的每個(gè)步驟所使用的每種材料都會(huì)對組件產(chǎn)生影響，最大的影響是化學(xué)物質(zhì)殘留在組件表面。需要考慮的材料包括助焊劑、清洗溶劑、標(biāo)簽、粘合劑、掩蔽材料、元器件殘留物、廢氣殘留等。

5.1 助焊劑的種類、形態(tài)及經(jīng)過焊接高溫后殘留物的可變性，都不同程度的決定了殘留物的清洗難度。每種助焊劑因其不同的化學(xué)組成，在焊接過程中可能發(fā)生高溫氧化、聚合、分解及與金屬鹽的結(jié)合反應(yīng)等，導(dǎo)致殘留物可能發(fā)生固塑性等可變性，增加或改變殘留物的可清洗性。

5.2 清洗劑效果 一種清洗劑的選擇應(yīng)基于清洗效率、材料兼容性、每塊產(chǎn)出單板的化學(xué)成本以及對環(huán)境的影響。

5.3 元器件問題和殘留物

5.3.1 復(fù)雜的元器件幾何形狀、狹小的器件托高高度、非密封封裝的元器件可能夾裹的清洗液和濕氣，都有可能影響 PCBA線路板清洗過程和物料通過率。

5.3.2 元器件上的殘留物可能以顆粒、油或者膜的形式在組裝操作前被發(fā)現(xiàn)，這些殘留物在焊接后可能會(huì)一直存在于清洗的或未清洗(免清洗)的組件中。

5.3.3 組裝殘留物清洗過程的敏感性應(yīng)該考慮如：金屬表面處理、低溫塑料、擦拭布或者其他暴露的電器插頭及其他材料，能依賴于清洗劑膨脹。如某些特定的元器件，不是為可生產(chǎn)性設(shè)計(jì)的，不具備可清洗性時(shí)，清洗選擇會(huì)受到限制。

5.4 其他要點(diǎn)

組裝殘留物的清洗還應(yīng)考慮除去助焊劑、清洗劑、及元器件之外的其他要點(diǎn)，如：人工手工作業(yè)引入的污染物、可去除的不干膠標(biāo)簽、元器件包裝(如以編帶卷軸、托盤或者管裝形式)、暫時(shí)性阻焊材料、潤滑油和油脂、粘合劑、工作場所和周圍儲(chǔ)存條件。

結(jié)語

隨著電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)商對電子產(chǎn)品中涉及的印制板及組件的可靠性、安全性提出了更高的清潔要求。而IPC-CH-65B作為全球電子行業(yè)清洗指南，在全球具有權(quán)威的專業(yè)指導(dǎo)性及有廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)，因此了解IPC-CH-65B的主要內(nèi)容和條款并充分吸收和應(yīng)用，對 印制板及組件的清洗工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選擇、材料兼容性的考察等都有很大的幫助。