深入解析PCBA清洗的重要性

ID:291874 · 發表于 2018-8-22 15:18

“清洗”在PCBA制造業的幾乎每一步化學工藝中都是一個必要的過程。PCBA清洗通常是緊隨在化學工藝后的關鍵步驟，但往往被認為是一個幾乎不需要注意的步驟。然而，由于無效清洗所帶來的問題是造成許多不良品的原因，同時也為廢料處理部門帶來了巨大運營成本。接下來，佩特科技小編就為大家詳細的分析講解。
一、電路板清洗定義
事實表明，PCBA加工生產會消耗大量寶貴的資源。但有一種方式可以實現僅用少量的水去可達到去除印制電路板污染物的目的。
起先，清洗通常被定義為對工藝中或PCB面板上工藝溶液的去除。雖然不是完全準確，但這是一個事實。一般來說，清洗并不是對污染物的完全去除，而是將工藝中或PCB面板上的溶液稀釋到可控的濃度。根據這個定義，清洗系統可設計成盡量減少印制電路板上的有害污染物，同時降低耗水量。經常有人問是否有一些可應用于清洗過程的標準。各類污染物是同樣的嗎？是否存在一個適用于清洗的嚴格規定呢？最簡短的回答是，不完全是。可控濃度的構成取決于如下三個條件：
1、污染物的類型
2、后續工藝步驟對污染物的耐受性
3、殘留污染物對工藝的影響
二、PCBA污染狀況
為對污染狀況進行調查，我們將相同的堿性清潔劑加入到基于過硫酸鹽的微蝕刻溶液和酸性鍍銅液中并進行對比。兩種溶液均呈酸性，而部分酸性將會被加入的堿渣中和。根據帶入的濃度，堿性溶液對微蝕刻溶液的中和作用幾乎被忽略。這是由于微蝕刻溶液的酸性是由過硫酸鹽的自發分解生成的，因此酸性在一定程度上的降低，可以得到自發的補充。
然而，當對酸性鍍銅溶液進行調查時，我們發現該溶液對污染物極其敏感，并且可能會被同微蝕刻溶液中處于同等水平的污染物所破壞（而這種同等水平的污染物對微蝕刻溶液沒有影響）。由此可以得出結論，某種生產溶液對堿性清洗劑中一定水平的污染物是可容忍的，而對于另一種不同的生產溶液則可能是不可容忍的。因此我們需要為每個特定的工藝確定可控的污染水平。
在上述兩種情況下，有效的清洗將會延長生產溶液的使用壽命。一個可有效去除足量工藝溶液的高效清洗系統能夠降低化學藥品成本和廢品率，并能減輕廢料處理系統的負擔。
三、PCBA清洗性能觀點
存在若干與清洗性能相關并且值得討論的觀點。一個常見的觀點認為，堿性溶液比酸性溶液更難清洗。因此，我們經常看到在加入堿性清洗劑后，會用熱水進行清洗的情況，并且/或者需要極長的清洗時間。我們將進一步對這些觀點進行調查。
1、酸性溶液清洗
造成這些觀察結果的原因起初很可能是源于堿性溶液加入時，皮膚接觸后難以去除的光滑感。由于皮膚上的不揮發性油被溶液的堿性轉換成了脂肪酸鹽，當用水洗手時，最終只不過是把脂肪酸鹽轉變成硬水，或是在酸性溶液中進行清洗時被轉變為脂肪酸，所以會產生光滑感。由于銅箔、阻焊膜、疊層和其他材料上不存在不揮發性油，因此對印制電路板上堿性溶液的清洗不會比對酸性溶液的清洗更難。
清潔劑中的硅酸鹽發生反應生成硅酸鈣，并從溶液中沉淀出來進入工藝環節。遺憾的是，大量的清洗不會總有助于這種情況的改善，反而導致了次品的產生。
值得慶幸的是，PCBA制造業及其供應商從那時起就取得了長足的進步，并且硅酸鹽不再存在于此行業所使用的大多數清潔劑中。但無論如何，不要認為只有堿性清洗劑是更難清洗的。由于配方中所含的表面活性劑和潤濕劑的性質，一些酸性清潔劑也會帶來清洗上的難題。
3、潤濕劑和表面活性劑
潤濕劑和表面活性劑可能會對清洗過程和隨后將清潔劑加入到下游操作步驟產生嚴重的破壞。當工作人員在下游工藝槽中看到大量泡沫時，應當及時發出危險警示。
4、在清洗槽中的停留時間
還有另一種理論在我們的行業中廣泛存在，如果工藝在清洗槽中停留更長的時間，將可以取得更好的清洗結果。我們利用先前討論過的稀釋模型，該模型的評述可以證明這一理論是錯誤的。
當一架子的PCB板浸泡在清洗槽中時，殘留的表面污染物將在30秒內減少到最小實際量，這是由于工作面上所加入的溶液會分散到清洗用水中。一個每分鐘有5加侖水注入的、典型的100加侖容積的清洗槽，每分鐘僅能夠將清洗槽中溶液污染物的濃度降低5%。延長時間幾乎不再會啟到任何作用。
在許多（可能是級聯的）清洗槽中，短時間的停留可能會取得好得多的效果——這可以得到一個比在數量較少的清洗槽中停留較長時間更好的污染物稀釋率。
四、PCBA清洗機理
研究人員對清洗機理進行了大量的研究，文獻中也有許多實現高質量清洗的信息。大多數研究是基于所用清洗槽的數量有關的水流量的計算。
在某些領域，盡管級聯式清洗法會大大增加用水量，但仍受到歡迎；在其他領域，比如PCB制造商就會時常關注水的消耗量。每加侖水的標價和清洗用水所產生廢料的處理成本都是主要因素。因此，我們注意到“用水更多即更好”的觀點對改善清洗用水的水質而言，是不能全部接受的。

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