錯誤的清洗方法會導致產品性能故障或縮短產品壽命，該文重新審核了免清洗及非免清洗材料的清洗工藝。

免清洗時代，最初的設備供應商主要針對一類和 二類電子產品的免清洗組裝工藝提供設備及技術支持，而可靠性要求較高的二類產品和三類 產品，焊接后需要清潔殘留在PCB上的助焊劑殘留物及其他 殘留的污染，這時客戶會向線路板組裝廠提出清洗要求，加之產品小型化和高可靠性驅動，更多的客戶將清洗步驟 增加到制造工藝步驟中。如果OEM廠外包合同中有三類電 子組裝產品，那么清洗步驟必須添加到EMS廠的生產工藝 中。為滿足這一需求，加工合同中應明確EMS廠要具備不同焊接材料所要求的清洗技術及清洗設備。

隨著焊接材料由錫鉛共晶合金過渡到滿足RoHS要求的無鉛合金，EMS廠將無鉛組裝視為一個挑戰(zhàn)；與此同時， 對EMS廠來說清洗也隨之變成了一個更大的挑戰(zhàn)。焊接由錫鉛轉為無鉛的過程中，無鉛器件的有鉛焊接也會出現在 生產車間，無鉛器件可焊端鍍層、PCB鍍層材料如鍍錫或在 鎳/鈀上鍍金，都會增加焊接難度，因此需要增加助焊劑活 性來滿足焊接要求。

EMS廠生產車間向電子產品級別為三類的客戶介紹 免清洗工藝會遇到很大挑戰(zhàn)，三類電子產品客戶要求對焊膏、波峰焊、手工焊焊料中的助焊劑詳細介紹，目的在于 了解組裝條件能否滿足產品的高可靠性要求。三類產品要 求的焊接材料中助焊劑為松香基材料（J-STD-001，類型 POL0），供應商提供的焊接材料上有免清洗標識，該焊料實施清洗工藝時可把它作為一種新型非免清洗材料介紹。 對于高密度組裝線路板，器件底部助焊劑殘留物的清洗及 細間距器件助焊劑殘留物對EMS廠來講也是一個挑戰(zhàn)。

清洗工藝的設計 

電子產品制造廠的清洗條件應該滿足焊料中不同助焊劑類型的要求，最好的情況就是助焊劑要求的清洗工藝 剛好與現有設備和工藝相匹配，生產工藝必須處在可控狀態(tài)，滿足苛刻的環(huán)境要求，同時價格優(yōu)惠。優(yōu)化工藝時要 從以下幾個方面考慮：

·材料的評估 

·污染物的評估 

·驗證程序的開發(fā) 

·可用的清洗技術的評估 

·生產工藝的評估 

·新工藝的實施 

·如何發(fā)現工藝問題 

·工藝確認

材料的評估 

一個新的清洗技術的開發(fā)，第一步要評估線路板的組件:

·部件材料 

·功能 

·元器件

·大小/幾何尺寸/結構 

·操作要點 

·部件特殊要求/約束條件 

·清洗設備與清洗要求的兼容性

部件的材料、大小和幾何尺寸會造成清洗空間過小， 如類似“三明治”的部件，焊接到PCB上時，器件底部與 PCB之間距離很小，助焊劑殘留物很難被清洗掉（圖1）。 清洗過程中，體積小重量輕的部件通常需夾具固定或是放 在籃子（basket）里進行，清洗液必須與元器件、PCB表 面、金屬鍍層、鋁鍍層、標簽、字跡等材料兼容，特殊部 件需考慮能否經受清洗。

污染物的評估 

在詳細了解了部件的特殊要求/約束條件后，下一步需 要考慮的就是污染物的評估，其過程要從以下幾方面考慮：

·污染物成分 

·物理特性 

·數量 

·工藝特征 

·清洗效果和清洗設備與清洗步驟前道/后道工序之間 關聯條件 

·滿足清洗設備與清洗要求的清洗工藝

焊膏、焊膏中的助焊劑、用于波峰焊的助焊劑對清洗 來講都是非常重要的因素，焊膏印刷壽命、粘性，錫珠，空洞，潤濕性，焊點外形是評估焊膏的重要因素，另外焊 膏的轉印率，模板對焊膏的釋放率，塌陷度等因素，也是 設計清洗工藝時必須考慮的形成污染物因素，通過靜態(tài)清 洗速度，可判斷污染物溶解和清除速度。助焊劑殘留物清洗參數的設定取決于助焊劑在焊料 中占的比例、回流后放置的時間、回流溫度、機械力、清 洗液的類型。水溶性助焊劑殘留物通常要求回流后盡快清 洗，回流后板子放置的時間越長，清洗起來越困難。高溫回流時助焊劑中較輕的分子容易揮發(fā)，留在PCB上的助焊劑 殘留物多為分子量較大的樹脂，增加了清洗難度。清洗液 選擇時要考慮對殘留物的溶解性及不兼容性，這二個因素影響靜態(tài)清洗速度。

分析上述多個因素，清洗速度取決于助焊劑殘留物及 回流參數（圖2），焊膏長時間高于或接近于液態(tài)溫度時， 回流后板上殘留物清洗變得困難；手工焊接、返工/返修的板子清洗比較困難，清洗必須通過試驗分析制定有效的清 洗工藝。

應用測試實驗室開發(fā) 

應用測試實驗室擁有全套設備，用于產品開發(fā)、問題分析、性能分析及后道生產的質量保證（圖3）。得益于 供應商的工藝知識，應用實驗室的能力會保持一定的高水 平。而結合了清洗材料和清洗設備等開發(fā)能力和知識，又為EMS工程師提供了良好的技術保證，確保所有清洗流程 均是真實、可靠和可用的。

根據被清洗產品的數量和特性從幾種清洗設備和清 洗液中進行選擇，鎖定工藝之前要對設備、清洗材料和產品的兼容性進行研究，一旦兼容性出現問題，那么會對設 備、清洗液或工藝運行造成不利的影響，因此，應用實驗 室測試必須關注以下要點： ·產量要求 ·污染物特征 ·可供選擇的清洗材料 ·兼容性限制 ·建議工藝程序

清洗液的評估 

清洗液的選擇可以改善清洗工藝，也可起到相反的效果，依據清洗材料的溶解力，皂化，潤濕性（表面活性 劑）、阻燃劑、泡沫特性等選擇合適的清洗液。通過幾種 不同組合的有效測試選擇最優(yōu)清洗液及建立正確的執(zhí)行程 序。最大的挑戰(zhàn)，是找出一種適合多種助焊劑殘留物類型的通用清洗液（圖4），清洗材料制造廠分析了多種污染類型，構思通用的清洗材料以增大清洗窗口，這樣客戶可以 根據自己的產品選擇助焊劑類型而不用擔心影響清洗效果。

理想情況下，工藝工程師在制訂清洗工藝時首先確認 清洗要求、清洗溶劑、滿足清洗要求和工藝控制的清洗設備，很多EMS廠面臨使用現有清洗設備執(zhí)行清洗工藝時受到清洗時間和清洗溫度限制的情況。

產品級別為一類和二類的線路板組裝工藝通常選用 水溶性助焊劑焊膏（助焊劑類型ORM0，ORH0 J-STD- 001組裝要求），低清洗空間的SMD，如TSOPS、陣列封 裝、QFN封裝器件的水清洗工藝對工程師來講也是一個挑戰(zhàn)，有些制造商選擇低濃度的水洗溶劑，以降低溶劑表面張力，提高清洗效果。

有些EMS廠因清洗限制而不得不放棄對產品清潔度要求嚴格的訂單，有些限制來自于清洗材料與設備的不兼容 （主要是泵和過濾密封部件）或必須更新現有設備。清洗 工藝優(yōu)化要求綜合考慮材料、污染物、生產工藝和一些特 殊的工藝條件。一個優(yōu)化的清洗工藝需須達到以下要求：

1、目檢：無可見殘留物； 

2、腐蝕/滲漏：線路板上無自由移動的離子和親水殘留物，以免在濕氣重的惡劣環(huán)境下發(fā)生反應，引起電子產品降級或失效； 

3、電性能：經由高時速的RF系統(tǒng)時，沒引起輸入、輸出線信號誤傳；

4、可測試性：板子上的殘留物可通過更換ICT測試探針或夾具穿透；

5、粘性：表面無粘性及凸凹材料。

生產工藝的評估 

清楚了解了材料和污染物的情況，生產工程師下一個要評估的項目就是生產工藝。產品輸出要求受制于設備情 況，評估過程可依照下列幾項進行：

·一次性清洗或連續(xù)性清洗模式 

·工藝要求/限制 

·設備/工具的選擇 

·清洗槽壽命特征評估