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印制电路板焊接后,一般都会或多或少地有助焊剂残留物附在基板上。这些残留物会对基板造成不良的影响(如短路、漏电、腐蚀、接触不良等)。给电子制造业带来品质上的影响。在激烈的市场竞争中,产品的质量往往是一个企业生存的根本。所以如何保证产品质量是每个企业所面临的共同问题。而基板焊接后妥善处理,也是影响产品质量的关键之一。所以一般情况对采用活性(RA)型助焊剂焊接的基板必须清洗,对采用中等活性(RMA)助焊剂在精度要求高的场合也必须清洗。
清洗剂清洗原理
对助焊剂残留物的清洗,主要是通过溶解作用完成。不论是松香还是有机酸以及它们的锡盐或铅盐,在清洗剂里都有一定的溶解度,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。清洗方法有采用手工浸洗或刷洗、超声波清洗等。由于助焊剂成分复杂,清洗难度较大,不是随随便便就可以清洗干净。目前除了小批量生产及要求不高的场合采用手工清洗,对于绝大多数是采用超声波清洗机清洗。
超声波清洗机清洗原理
一个物件的清洗可根据其污垢的性质,采用化学力清洗方式或机械物理的方法,当然还可以进行各种组合方式进行清洗。超声波清洗是属物理力的清洗,若在清洗液中添加清洗剂,则属组合清洗,更具有明显的清洗效果。超声波清洗原理如下:把液体放入清洗槽内,槽内作用超声波。由于超声波与声波一样是一种疏密的振动波,介质的压力作交替变化。如果对液体中某一确定点进行观察,这点的压力以静压(一般是一个大气压)为中心,产生压力的增减,若依次增强超声波的强度,则压力振幅也随着增加,并产生负的压力。所谓负压,实际上负的压力是不存在的,只是在液体中某些区域中产生撕裂的力。且形成真空的空泡,并被后面的压缩压挤而破灭。这种在声场作用下的振动当声压达到一定值时,气泡将迅速增长,然后又突然闭合,在气泡闭合时,由于液体间相互碰撞产生强大的冲击波,其清洗过程由下列三个方面作用所引起。
(1)因空泡破灭时产生强大的冲击波,污垢层的一部分在冲击波的作用下被剥离下,即分散、乳化及脱落。
(2)因空化现象产生的气泡,由冲击形成的污垢层与表面之间的间隙和空隙渗透,由于这种小气泡与声压同步膨胀、收缩,像剥皮那样的物理力重复作用污垢层,一层层被剥开,小气泡再继续向前进,直到污垢层被剥下为止。这就是空化二次效应。
(3)超声波清洗中清洗液的超声振动本身对清洗的贡献。
(4)清洗剂也溶解了污垢,产生了乳化分散的化学力。
电路板超声波清洗的一些问题原因分析及解答
电路板清洗后出现发白现象,说明板上的残留物没有清洗干净。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有机酸的锡盐和铅盐。使用超声波清洗并配有预热装置时,在清洗工艺均符合要求,超声波发生器正常情况下,可能是清洗剂无法加热使用,而气温较低、空气湿度大,所以出现了清洗剂清洗力不足,且造成电路板洗后发白现象。对于用清洗剂清洗线路板,干燥后对焊接面喷保护漆。漆在某区域出现不润湿状况,成水滴状。这可能是由于在操作过程中有些板沾上了作业者的手部汗迹,从而使某些板局部出现喷漆后成水滴状现象。改善工序流程,避免手印的产生,问题可得以解决。
由于超声波清洗所具有的独特功能和效率,现已广泛应用于印制电路板清洗。对电子产品的可靠性起到了相当关键的作用。目前,超声波清洗机的新设计,已开始采用自动化的程序控制。各方面的综合改进工作,不仅大大节省了劳动的消耗,也改善了对工作环境的污染。超声波清洗越来越显示出其不可替代的优越性。
