浅谈PCBA清洗课件

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1、P1内部公开 请勿外传目录P2内部公开 请勿外传a.焊剂活性剂（有机酸、乙醇胺等）；b.汗液、手印；c.焊料浮渣；d.元器件和PCB表面氧化物。123a.焊剂中的松香及树脂等残留；b.高温胶带、胶黏剂残留；c.皮肤指纹油脂；d.防氧化油等。a.尘埃、烟雾、棉绒等；b.细珠、锡渣；c.静电粒子；d.钻孔、冲孔操作中产生的玻璃纤维。a.电迁移；b支晶生长；c.造成PCB线路、元器件引脚腐蚀，电路失效。a.吸附灰尘、静电粒子；b.引起导电不良；c.影响测试及接插件的可靠性。a.加剧污染危害。P3内部公开 请勿外传1、电迁移2、蠕变腐蚀3、锡须生长4、海洋腐蚀污染物产生的影响P4内部公开 请勿外传电迁

2、移2.2.电迁移发生的三个阶段：电迁移发生的三个阶段：路径形成；初始化；树枝状生长控制电迁移的主要方法：控制电迁移的主要方法：积极控制板级的清洁度 电迁移电迁移1.1.电迁移影响因素电迁移影响因素P5内部公开 请勿外传枝晶产生的前提是金属发生了腐蚀，并存在电场的影响。而Ag、Pb、Zn等金属易于腐蚀，且在空气中氧化腐蚀反应的电极电位差小，可逆反应的吉布斯自由能较小导致电迁移非常容易发生，因而银的电迁移与枝晶的生长最容易发生。电迁移失效的PCBA在进行必要的清洗后功能常常恢复正常。图图1 银迁移的光学照片银迁移的光学照片图图2 银迁移的电子显微镜照片银迁移的电子显微镜照片图图4 典型的银枝晶照片

3、典型的银枝晶照片 【H2O/H+/Cl-】M-ne=Mn+阴极（或低电位）Mn+M（O,OH)电迁移发生示意图电迁移发生示意图 M表示金属表示金属图图3 典型的铅枝晶照片典型的铅枝晶照片电迁移（注：此案例及图片引用（注：此案例及图片引用于工业和信息化部电子第于工业和信息化部电子第五研究所）五研究所）P6内部公开 请勿外传电迁移引起的失效案例 在体式显微镜下对样品失效位置进行外观检查及电测发现：客户反馈的失效点（A，B）之间的绝缘电阻值在45K 左右，失效区域的相邻导线之间的板面上存在多处明显白斑；而良品相同点之间的绝缘电阻值大于1010，板面未发现存在明显的白斑异常现象。经过正常清洗之后，经过

4、正常清洗之后，PCBAPCBA板面焊盘周围无可见板面焊盘周围无可见FluxFlux残留残留物，白斑区域是在产品组装并使用一段时间之后才逐渐显现，用溶剂清洗不掉。物，白斑区域是在产品组装并使用一段时间之后才逐渐显现，用溶剂清洗不掉。图1 PCBA清洗前白斑白斑图2 PCBA清洗后图3 出现白斑区域锡珠锡珠A点点B点点（注：此案例及图片引用于工业和信息化部电子第五研究所）（注：此案例及图片引用于工业和信息化部电子第五研究所）P7内部公开 请勿外传金相切片分析白班发生区域白班发生区域白班未发生区白班未发生区域域现象：现象：切片发现白班区域的阻焊膜与基材之间存在明显的空隙，空隙中的物质含有Ni,Cu,

5、Cl等等元素，而金属电化学迁移的成分与之基本相同。其中含Ni元素和氯元素的物质很可能来源于PCB阻焊膜印制前的处理液。（注：此案例及图片引用于工业和信息化部电子第五研究所）（注：此案例及图片引用于工业和信息化部电子第五研究所）P8内部公开 请勿外传金属迁移金属迁移CuOBrAu原因分析原因分析：PCB制程残留液造成该处基材与阻焊膜之间结合不良而生成板面外观上的白斑。产品组装并使用时，相邻导线在偏压影响下，白斑区域的板面上会逐渐发生金属离子性物质的迁移，并在板面上出现树枝状盐类沉积物并不断蔓延伸展，导致相邻导线之间的绝缘电阻值降低甚至短路。1.导线之间的金属迁移是导致失效品微漏电的主要原因。金相

6、切片分析P9内部公开 请勿外传电迁移引起的失效案例引线框架支脚见的金属梁引线框架支脚见的金属梁SEMSEM照片照片P10内部公开 请勿外传外观检查外观检查CCuAgSnCo蠕变腐蚀环境中环境中S含量含量板面板面洁净度洁净度湿度湿度蠕变腐蚀的产生：微型化、PCB表面处理、电路板的清洁度、有硫蠕变腐蚀倾向的场所。蠕变腐蚀不需要电磁场，XU和Fleming报道当活性助焊剂在焊剂后没有经过清洗，蠕变腐蚀会在5天内产生。（注：此案例及图片引用于工业和信息化部电子第五研究所）（注：此案例及图片引用于工业和信息化部电子第五研究所）P11内部公开 请勿外传锡须生长生长初期生长初期 小丘状小丘状生长期形态生长期

7、形态成形后锡须成形后锡须锡须能使导线间有连桥导致短路，实验证明电路板清洁度会影响锡须的生长。污染的元器件容易导致锡须的生长，干净的元器件和组装后清洗明显降低了锡须形成的倾向。影响锡须生长的因素很多：底层材料、锡镀层厚度、镍镀层厚度、外界影响锡须生长的因素很多：底层材料、锡镀层厚度、镍镀层厚度、外界因素（环境温湿度、焊点密度、环境离子污染程度）等。因素（环境温湿度、焊点密度、环境离子污染程度）等。海洋腐蚀电子产品进入海洋环境面临的含盐空气。（注：此案例及图片引用于（注：此案例及图片引用于工业和信息化部电子第五研工业和信息化部电子第五研究所）究所）P12内部公开 请勿外传目录P13内部公开 请勿外

8、传 ODS类、碳氢类、醇类、酮类、含氟溶剂、共沸共溶等混合溶剂.溶剂特性有易燃、易爆、破坏环境、对人体有危害.有机溶剂清洗+水漂洗 多数有机溶剂具有一定的易燃性和挥发性 水基清洗+水漂洗典型PBCA清洗工艺P14内部公开 请勿外传A A批汽相清洗 溶剂清洗工艺溶剂清洗工艺B B传送式喷淋清洗 C C超声波清洗 D D冷清洗 E E工艺整合 P15内部公开 请勿外传l 批汽相清洗工艺设备特点 不燃性有机溶剂 蒸汽浴洗 超声波清洗 喷淋清洗 蒸汽清洗 冷冻干燥01批汽相清洗设备优势 适合大批量连续生产等特点 设置冷排管，防止溶剂挥发 二级超声清洗，满足高质量标准 液温加热与自动恒温系统，温控范围为

9、30-110 自动补液，保证工作正常 独立回收系统，溶剂干净02P16内部公开 请勿外传 室温清洗或加热低于沸点清洗 清洗设备可以是喷淋、超声、擦拭、浸泡等 冷却管和过滤系统 适用于易燃有机溶剂清洗 微粒过滤系统 除湿除水系统 自动溶剂传输系统 真空设备 高度自动化 加热器、冷却管 温控系统 隔音系统 灵活配制：单槽/集成+发生器，作为气相清洗设备的内置附件l 其他清洗工艺P17内部公开 请勿外传工艺整合30%气雾剂喷淋 带毛刷的气雾剂喷淋 手工刷洗 手工刷洗+汽相清洗手工焊接之后的清洗工艺整合70%汽相去焊清洗 汽相去焊清洗（蒸汽去焊）汽相去焊同时附以浸泡 喷淋装置使温湿浓缩溶剂定向循环清洗

10、 温湿溶剂附以超声，对缝隙和盲孔清洁效果好P18内部公开 请勿外传l 半水基清洗工艺型半水基清洗剂l 有机溶剂为非水溶性；l 冲洗段形成乳液；l 有机溶剂在乳液中可倾析分离，或可进行循环利用；l 废水污染小，或可直排。型半水基清洗剂l有机溶剂为水溶性；l水冲洗效果更好；l有机溶剂在冲洗水流中难以分离；l污水处理成本较高。P19内部公开 请勿外传l 工艺参数阶段清洗第一次冲洗第二次冲洗干燥材料半水基清洗剂水加半水基清洗剂水加少于乳液中的半水基清洗剂热的高速气流温度洗涤温度低于70，且低于溶剂闪点17，只要溶剂形成的雾化最小化。受电路组件限制，不应该超过闪点，倾析器除外。受电路组件和化学过程限制。

11、受电路组件限制，遵循设备和溶剂制造商建议。搅拌预防火灾（例如浸泡喷淋、超声波，惰性氛围中）高压喷淋或者超声波高压喷淋或者超声波高速气流过滤连续出去微粒连续出去微粒连续出去微粒液体从一段传送到另一段风刀和滴水时间风刀和滴水时间风刀和滴水时间P20内部公开 请勿外传l 在线清洗工艺蒸发损失蒸发损失160160循环清洗循环清洗排出或者排出或者蒸发器蒸发器DIDI水水 2-3gpm2-3gpm洗涤洗涤冲洗冲洗干燥干燥 超强清洗力 优良的材料兼容性 可批量清洗 有机溶剂或可回收利用 仍存在清洗安全隐患P21内部公开 请勿外传 PCBA PCBA生产制造用到的清洗工艺中，对于不同级别要求的产品，采用的助焊

12、剂生产制造用到的清洗工艺中，对于不同级别要求的产品，采用的助焊剂以及所经过工序的差别，需采用的清洗工艺和设备也有所不同。目前水基清洗剂以及所经过工序的差别，需采用的清洗工艺和设备也有所不同。目前水基清洗剂应用在应用在PCBAPCBA清洗工艺中，比较常见的清洗工艺有以下几种：清洗工艺中，比较常见的清洗工艺有以下几种：l 批量清洗工艺l 在线式清洗工艺l PCBA水基清洗工艺P22内部公开 请勿外传PCBA在线清洗工艺预洗涤预洗涤循环洗涤循环洗涤循环冲洗循环冲洗化学隔离化学隔离最终冲洗最终冲洗#1干燥段干燥段#2红外线干燥段红外线干燥段 在线PCBA清洗过程的典型阶段入板入板漂洗漂洗 最后喷淋最后

13、喷淋化学预洗化学预洗化学清洗化学清洗化学隔离化学隔离预漂洗预漂洗 风切干燥风切干燥 烘干烘干P23内部公开 请勿外传 在线一次性完成清 洗、漂洗、烘干全部工序 适合中高产量PCBA清洗01 设备优势 适合大批量连续清洗 降低企业综合成本 提高清洗作业效率 彻底改善清洗环境 02设备特点P24内部公开 请勿外传12345预清洗预清洗清洗清洗漂洗漂洗漂洗漂洗干燥干燥多槽漂洗保证PCBA板面的高洁净度。再次对PCBA进行清洗，保障PCBA干净度的同时，提高清洗剂的利用率。对PCBA进行粗清洗，去除大部分残留。第一槽漂洗去除板面粘附残留物及清洗剂残留。热风风切干燥，提高干燥效率，减少PCBA在烘箱内的

14、干燥时间。l 批量清洗工艺P25内部公开 请勿外传可批量清洗可批量清洗成本控制成本控制可用于清洗托高高度低，可用于清洗托高高度低，底部间隙狭小的组装结构。底部间隙狭小的组装结构。品质需求品质需求清洗在超声波清洗在超声波的有效性最佳温度附近的有效性最佳温度附近效果最佳化。效果最佳化。1234设备特点P26内部公开 请勿外传目录P27内部公开 请勿外传医医疗疗航航天天汽汽车车网网络络军军工工移移动动设设备备需要考虑的有如下几方面的因素：需要考虑的有如下几方面的因素：l 终端使用环境（航天、医疗、军事、汽车、信息科技等）;l产品的设计/服役周期（90天、3年、20年、50年、保质期+1天）;l涉及的

15、技术（高频、高阻抗、电源）;l失效现象与标准所定义的终端产品1、2、3级相对应的产品（例如:移动电话、心率调整器）。清洁程度要求P28内部公开 请勿外传SIRSIR测试测试放大镜放大镜目视目视离子测试离子测试测试方法P29内部公开 请勿外传目录P30内部公开 请勿外传槽槽1:型号为xx水基清洗剂360W超声波20min(加热50+汽泡)槽槽2:鼓泡漂洗15min槽槽3:鼓泡漂洗超声波360W/15min热风吹干6min烘烤120/15min槽槽4:鼓泡漂洗15min清洗工艺清洗对象：摄像头模组FPC案例案例1：油点现象：油点现象P31内部公开 请勿外传清洗异常现象清洗异常现象 FPC清洗后有“

16、油点”现象，实际测量部分“油点”的尺寸，最大的为0.30.4mm,一般尺寸为0.10.2mm左右，不良率达80%以上。P32内部公开 请勿外传从工艺方面进行分析从工艺方面进行分析FPC在批量清洗时需借助磁性治具使之“站立”在清洗篮中；治具会遮盖FPC边缘；客户在漂洗段未开启超声波，仅用循环流水鼓泡方式，使治具遮盖区域的残留液不易从缝隙中游离出来。工艺按照2槽超声清洗+2槽以上超声漂洗，即可解决因治具遮盖引起的残留液沾附问题。原因分析FPC磁性治具FPC“站立”于清洗篮P33内部公开 请勿外传原因分析活性剂分子吸附2.2.从清洗剂作用原理进行分析从清洗剂作用原理进行分析 残留的油点属顽固性非极性

17、污染物，合明水基清洗剂W3000采用的复合相技术，存在以下几种去污机理：非极性溶剂的相似相溶原理对油点进行有效溶解形成溶液；复合相液中的功能性表面活性剂可以将油点分散成细小的液滴且被水分子包裹，使其形成乳浊液存在于水中而不聚集。抗再沉积技术避免了污染物的再度吸附。P34内部公开 请勿外传FPC过SMT之后，对免洗锡膏残留物进行清洗，采用型号为xx水基清洗剂，超声波频率为28KHZ，清洗工艺如右图所示。案例案例2：材料不兼容：材料不兼容清洗槽2：超声波360W，加热50/10min下料，烘箱110烘20min漂洗槽1：超声波360W，加热50/15min清洗槽1：超声波360W，加热50/10m

18、in漂洗槽2：超声波360W，15min60热风风切10min清洗对象：FPCP35内部公开 请勿外传图1：PCB过SMT后未清洗图2：清洗前碳膜40倍图3：清洗10min后碳膜起泡图4：清洗20min后碳膜起泡、脱落清洗10min后，碳膜开始出现起泡，清洗时间越长，碳膜起泡脱落越严重。免洗锡膏等残留物能达到理想的清洗效果，如图5。FPC制作所用碳膜和油墨属敏感材质，部分碳膜和油墨易脱落（图3、图7）。清洗异常现象：清洗异常现象：P36内部公开 请勿外传碳膜的多采用酚醛树脂，其结构上存在羟基与苯环直接相连,由于共轭效应,氧原子上未共享电子对移向苯环上而使氢原子易成H+,它在碱溶液中与OH-作用

19、,引起水解致使整个分子受破坏，同时高温加速水解。文字油墨的主体是不形成网状结构或体型结构的线型树脂，此类树脂是碳原子以直链形式连接，稳定性差。溶剂对表面分子链先溶剂化，然后树脂内部逐步溶剂化，使油墨溶胀引起鼓泡或脱落。采用中性水基清洗或常温清洗可缓解碳膜和文字油墨等材料的破坏，在规定的清洗时限内保持材料的完好性。图7：清洗后印字消失图6：FPC过SMT未清洗图5 焊盘清洗效果原因分析原因分析:碳膜和油墨起泡、脱落P37内部公开 请勿外传 静置水油两相态 非静止复合相态 以合明水基清洗剂W3000为例，结合了溶剂和表面活性剂技术优点的水基清洗技术，具有宽大的应用窗口和从电子基材表面彻底去除所有污

20、染物的能力。溶剂溶剂传统表面活性剂传统表面活性剂复合相变技术P38内部公开 请勿外传l 水基清洗技术优势水基清洗剂水基清洗剂表面表面活性活性剂剂技术优势复合相变水基清洗剂复合相变水基清洗剂工艺窗口宽干燥后无残留可过滤性好清洗寿命长P39内部公开 请勿外传l 水基清洗机理以机械力或加热方式将微相因子激活；微相分子从基材表面去除污染物并将其转移到水相环境中；将污染物从清洗剂中过滤出来，清洗剂具有极其长的使用寿命；无表面活性剂成分和无固含量配方使其不会在基材上留下残留物。极长的清洗寿命 能够为用户提供最稳定的工艺窗口；清洗机制清洗机制溶液寿命和性能溶液寿命和性能P40内部公开 请勿外传清洗前清洗后清洗后清洗前清洗对象l 清洗效果图P41内部公开 请勿外传清洗前清洗后12341”2”3”4”l 清洗效果图P42内部公开 请勿外传企业资质国家级授权认可获ISO9001认证 国家高新技术企业 多项产品发明专利获科技部创新基金企业 广东省电子学会SMT专委会会员 中国焊料协会焊锡料分会会员 无铅锡膏行业技术标准编审委 超声波钢网清洗机实用新型专利IPC清洗标准中文组编审委主席单位深圳市合明科技有限公司，集设备和材料研发、生产、销售为一体的高新技术企业。P43内部公开 请勿外传合作伙伴我们的客户在国内超过我们的客户在国内超过100100家家P44内部公开 请勿外传