深入解析PCBA清洗的重要性

ID:291874 · 发表于 2018-8-22 15:18

“清洗”在PCBA制造业的几乎每一步化学工艺中都是一个必要的过程。PCBA清洗通常是紧随在化学工艺后的关键步骤，但往往被认为是一个几乎不需要注意的步骤。然而，由于无效清洗所带来的问题是造成许多不良品的原因，同时也为废料处理部门带来了巨大运营成本。接下来，佩特科技小编就为大家详细的分析讲解。
一、电路板清洗定义
事实表明，PCBA加工生产会消耗大量宝贵的资源。但有一种方式可以实现仅用少量的水去可达到去除印制电路板污染物的目的。
起先，清洗通常被定义为对工艺中或PCB面板上工艺溶液的去除。虽然不是完全准确，但这是一个事实。一般来说，清洗并不是对污染物的完全去除，而是将工艺中或PCB面板上的溶液稀释到可控的浓度。根据这个定义，清洗系统可设计成尽量减少印制电路板上的有害污染物，同时降低耗水量。经常有人问是否有一些可应用于清洗过程的标准。各类污染物是同样的吗？是否存在一个适用于清洗的严格规定呢？最简短的回答是，不完全是。可控浓度的构成取决于如下三个条件：
1、污染物的类型
2、后续工艺步骤对污染物的耐受性
3、残留污染物对工艺的影响
二、PCBA污染状况
为对污染状况进行调查，我们将相同的碱性清洁剂加入到基于过硫酸盐的微蚀刻溶液和酸性镀铜液中并进行对比。两种溶液均呈酸性，而部分酸性将会被加入的碱渣中和。根据带入的浓度，碱性溶液对微蚀刻溶液的中和作用几乎被忽略。这是由于微蚀刻溶液的酸性是由过硫酸盐的自发分解生成的，因此酸性在一定程度上的降低，可以得到自发的补充。
然而，当对酸性镀铜溶液进行调查时，我们发现该溶液对污染物极其敏感，并且可能会被同微蚀刻溶液中处于同等水平的污染物所破坏（而这种同等水平的污染物对微蚀刻溶液没有影响）。由此可以得出结论，某种生产溶液对碱性清洗剂中一定水平的污染物是可容忍的，而对于另一种不同的生产溶液则可能是不可容忍的。因此我们需要为每个特定的工艺确定可控的污染水平。
在上述两种情况下，有效的清洗将会延长生产溶液的使用寿命。一个可有效去除足量工艺溶液的高效清洗系统能够降低化学药品成本和废品率，并能减轻废料处理系统的负担。
三、PCBA清洗性能观点
存在若干与清洗性能相关并且值得讨论的观点。一个常见的观点认为，碱性溶液比酸性溶液更难清洗。因此，我们经常看到在加入碱性清洗剂后，会用热水进行清洗的情况，并且/或者需要极长的清洗时间。我们将进一步对这些观点进行调查。
1、酸性溶液清洗
造成这些观察结果的原因起初很可能是源于碱性溶液加入时，皮肤接触后难以去除的光滑感。由于皮肤上的不挥发性油被溶液的碱性转换成了脂肪酸盐，当用水洗手时，最终只不过是把脂肪酸盐转变成硬水，或是在酸性溶液中进行清洗时被转变为脂肪酸，所以会产生光滑感。由于铜箔、阻焊膜、叠层和其他材料上不存在不挥发性油，因此对印制电路板上碱性溶液的清洗不会比对酸性溶液的清洗更难。
清洁剂中的硅酸盐发生反应生成硅酸钙，并从溶液中沉淀出来进入工艺环节。遗憾的是，大量的清洗不会总有助于这种情况的改善，反而导致了次品的产生。
值得庆幸的是，PCBA制造业及其供应商从那时起就取得了长足的进步，并且硅酸盐不再存在于此行业所使用的大多数清洁剂中。但无论如何，不要认为只有碱性清洗剂是更难清洗的。由于配方中所含的表面活性剂和润湿剂的性质，一些酸性清洁剂也会带来清洗上的难题。
3、润湿剂和表面活性剂
润湿剂和表面活性剂可能会对清洗过程和随后将清洁剂加入到下游操作步骤产生严重的破坏。当工作人员在下游工艺槽中看到大量泡沫时，应当及时发出危险警示。
4、在清洗槽中的停留时间
还有另一种理论在我们的行业中广泛存在，如果工艺在清洗槽中停留更长的时间，将可以取得更好的清洗结果。我们利用先前讨论过的稀释模型，该模型的评述可以证明这一理论是错误的。
当一架子的PCB板浸泡在清洗槽中时，残留的表面污染物将在30秒内减少到最小实际量，这是由于工作面上所加入的溶液会分散到清洗用水中。一个每分钟有5加仑水注入的、典型的100加仑容积的清洗槽，每分钟仅能够将清洗槽中溶液污染物的浓度降低5%。延长时间几乎不再会启到任何作用。
在许多（可能是级联的）清洗槽中，短时间的停留可能会取得好得多的效果——这可以得到一个比在数量较少的清洗槽中停留较长时间更好的污染物稀释率。
四、PCBA清洗机理
研究人员对清洗机理进行了大量的研究，文献中也有许多实现高质量清洗的信息。大多数研究是基于所用清洗槽的数量有关的水流量的计算。
在某些领域，尽管级联式清洗法会大大增加用水量，但仍受到欢迎；在其他领域，比如PCB制造商就会时常关注水的消耗量。每加仑水的标价和清洗用水所产生废料的处理成本都是主要因素。因此，我们注意到“用水更多即更好”的观点对改善清洗用水的水质而言，是不能全部接受的。

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