回流焊后電路板清洗的重要意義

一、回流焊后清洗的作用

在電路板的制造過程中，回流焊是一個(gè)關(guān)鍵步驟，而回流焊后對(duì)電路板進(jìn)行清洗具有多方面重要的作用。

• 去除焊接殘留物：回流焊過程中使用的焊材、助焊劑等會(huì)在焊接完成后留下殘留物。例如，助焊劑一般包含溶劑、潤(rùn)濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊接后這些物質(zhì)會(huì)形成熱改性生成物，殘留在電路板上。這些殘留物中可能含有有機(jī)酸和離子等物質(zhì)。有機(jī)酸具有腐蝕性，會(huì)損害電路板，而離子的存在可能引發(fā)電氣問題，如造成短路。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣時(shí)，一旦通電就會(huì)發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，從而構(gòu)成低電阻通路，破壞電路板功能。像在一些對(duì)可靠性要求極高的電路板，如航天、軍事、醫(yī)療設(shè)備中的電路板，即使是微量的殘留物也可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

• 防止電氣缺陷：殘留物中的離子型物質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致電遷移現(xiàn)象，使絕緣電阻下降。在通電情況下，這些離子會(huì)因?yàn)殡妱?shì)差而移動(dòng)，有可能在電路板的焊盤之間形成導(dǎo)電通路，造成短路故障，影響電路板的正常電氣連接和功能實(shí)現(xiàn)。并且由于現(xiàn)代電子產(chǎn)品中焊盤間距不斷縮小，這種由于離子遷移導(dǎo)致短路的風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)增大。

• 消除腐蝕性物質(zhì)：如前面提到的，助焊劑中的有機(jī)酸成分會(huì)對(duì)電路板產(chǎn)生腐蝕作用。電路板的基板、線路和各種電子元件長(zhǎng)期接觸這些腐蝕性物質(zhì)會(huì)逐漸被侵蝕，時(shí)間一長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致線路斷裂、元件損壞，從而影響電路板的使用壽命和可靠性。

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• 提高外觀清潔度：從產(chǎn)品的外觀角度來看，殘留有焊劑、焊膏等物質(zhì)的電路板顯得不整潔，可能不符合一些產(chǎn)品對(duì)外觀質(zhì)量的要求。特別是在一些消費(fèi)電子類產(chǎn)品中，外觀的整潔美觀也是產(chǎn)品品質(zhì)的一個(gè)方面體現(xiàn)。

• 保證電氣測(cè)試準(zhǔn)確性：當(dāng)電路板進(jìn)行電氣性能測(cè)試時(shí)，如絕緣電阻測(cè)試、導(dǎo)通性測(cè)試等，如果表面存在殘留物，會(huì)干擾測(cè)試結(jié)果，影響對(duì)電路板實(shí)際電氣性能的準(zhǔn)確判斷。為確保測(cè)試數(shù)據(jù)真實(shí)反映電路板的狀況，清洗是非常必要的。

• 體現(xiàn)環(huán)保與可持續(xù)性：在一些行業(yè)規(guī)范和環(huán)保要求下，電路板生產(chǎn)過程中需要減少污染物的排放。清洗有助于去除有害物質(zhì)，使生產(chǎn)過程更加符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，有助于可持續(xù)發(fā)展。例如，采用環(huán)保型清洗劑進(jìn)行清洗，可以減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。同時(shí)，清洗可以去除一些可能在電路板長(zhǎng)期使用中釋放有害物質(zhì)的隱患。

二、回流焊后不清洗的影響

回流焊后若不對(duì)電路板進(jìn)行清洗，可能帶來多種嚴(yán)重的不良影響。

• 對(duì)電路板性能方面的影響

1. 腐蝕風(fēng)險(xiǎn)：助焊劑殘留物中的有機(jī)酸成分，在電路板使用過程中，特別是處于潮濕、高溫等特定環(huán)境下，會(huì)幾乎不可避免地對(duì)電路板的基板、線路以及元器件引腳等部分造成腐蝕。以手機(jī)電路板為例，如果手機(jī)在潮濕的環(huán)境下長(zhǎng)期使用，未被清洗掉的助焊劑殘留物中的酸性物質(zhì)會(huì)使線路慢慢被腐蝕，可能導(dǎo)致線路斷裂，進(jìn)而影響手機(jī)各功能模塊之間的信號(hào)傳輸，使手機(jī)出現(xiàn)諸如通話中斷、無法正常充電等故障。

2. 電性能損壞：殘留物中的離子物質(zhì)可能會(huì)造成電遷移現(xiàn)象，電遷移是在電場(chǎng)作用下，金屬離子在絕緣介質(zhì)中擴(kuò)散遷移的一種現(xiàn)象。具體來說，當(dāng)有電勢(shì)差存在時(shí)，這些離子型殘留會(huì)在電路板內(nèi)部移動(dòng)，可能降低絕緣電阻，從而引起漏電現(xiàn)象。還有可能會(huì)使一些本不應(yīng)導(dǎo)通的電路部分形成微弱的導(dǎo)電通道，也就是常說的短路故障。例如在電腦主板這樣復(fù)雜的電路板上，如果因電遷移引起短路，可能使CPU、內(nèi)存等關(guān)鍵部件之間的通信出現(xiàn)故障，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)苯訐p壞這些重要的硬件。

3. 接觸不良：助焊劑或是焊膏殘留以非導(dǎo)電性的固形物形式存在時(shí)，如果侵入到元件的接觸部位，例如電子元件的引腳和插座之間、開關(guān)的觸點(diǎn)等地方，就會(huì)占領(lǐng)原本能使元件與電路板良好接觸的空間，從而引起接合不良。這種接觸不良在電路運(yùn)行中表現(xiàn)為信號(hào)傳輸不穩(wěn)定或者是間歇性中斷，就像音響電路板上如果存在這種接觸不良，可能會(huì)導(dǎo)致聲音出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的現(xiàn)象，極大降低產(chǎn)品的使用性能。

4. 影響涂覆效果：如果后續(xù)電路板需要做三防漆或者其他保護(hù)性涂覆，未清洗干凈的助焊劑殘留物會(huì)干擾涂覆材料和電路板表面的結(jié)合。在溫度循環(huán)等環(huán)境變化條件下，由于殘留物和涂覆材料之間的兼容性問題，可能促使涂覆膜產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)表明，就對(duì)涂覆效果的影響而言，未清洗助焊劑殘留物而直接涂覆后的產(chǎn)品可靠性，甚至還不如不進(jìn)行涂覆的產(chǎn)品。

• 對(duì)生產(chǎn)效益方面的影響

1. 維修成本增加：由于未清洗帶來的上述一系列電路性能問題，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品在使用中出現(xiàn)故障的概率大大增加。一旦產(chǎn)品出現(xiàn)故障需要維修，不僅增加了維修的人力成本，還可能涉及零部件的更換成本。例如在工業(yè)控制電路板中，如果因?yàn)槲辞逑磳?dǎo)致故障，維修過程可能需要專業(yè)的技術(shù)人員花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行故障排查和修復(fù)，而且可能需要更換因?yàn)楦g等原因損壞的元件和線路。

2. 產(chǎn)品合格率降低：不清洗回流焊后的電路板，增加了電路板存在潛在電氣缺陷的可能性。在電路板生產(chǎn)過程中的制程檢驗(yàn)和成品檢驗(yàn)中，更多的電路板可能因?yàn)殡姎庑阅懿贿_(dá)標(biāo)或者可靠性不足而被判定為不合格產(chǎn)品。這使得最終能夠合格銷售的產(chǎn)品數(shù)量減少，影響生產(chǎn)效益。

3. 企業(yè)聲譽(yù)受損：產(chǎn)品因?yàn)槲辞逑磶淼碾[患而在市場(chǎng)上出現(xiàn)較高概率的故障反饋，用戶對(duì)產(chǎn)品的滿意度就會(huì)下降，進(jìn)而影響企業(yè)的聲譽(yù)和品牌形象。長(zhǎng)期來看，不利于企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立足，影響企業(yè)的市場(chǎng)份額和長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)收益。

三、電路板清洗的必要性案例

以下是一些具體的案例體現(xiàn)了電路板清洗的必要性。

• 航天領(lǐng)域示例：航天設(shè)備中的電路板對(duì)于可靠性要求近乎絕對(duì)。電路板需要在太空環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行多年，宇宙環(huán)境存在著高真空、溫差極大、輻射強(qiáng)等極端條件。如果電路板回流焊后的殘留物存在，在太空環(huán)境下，很可能因?yàn)槟切┪⒘康母g作用引發(fā)電路故障。舉個(gè)例子，一顆衛(wèi)星的電路板負(fù)責(zé)各個(gè)功能子系統(tǒng)之間的通信和控制協(xié)調(diào)工作，如果因?yàn)闅埩舻闹竸└g導(dǎo)致線路故障，通信鏈路中斷，那么整顆衛(wèi)星就可能失去對(duì)地球的信息傳輸，導(dǎo)致航天任務(wù)失敗。所以航天領(lǐng)域的電路板在生產(chǎn)過程中對(duì)回流焊后的清洗要求極為嚴(yán)格，要確保沒有任何殘留物可能對(duì)電路板造成損害。

• 汽車電子示例：隨著汽車的智能化程度不斷提高，汽車電子系統(tǒng)承擔(dān)的功能越來越多，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制、剎車系統(tǒng)控制、自動(dòng)駕駛輔助等功能都依賴于電路板。汽車行駛的環(huán)境復(fù)雜多樣，有高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)艙環(huán)境，也有濕度較大的戶外環(huán)境或者寒冷地區(qū)的低溫環(huán)境。如果電路板上存在回流焊后的殘留物，可能因腐蝕、漏電等問題導(dǎo)致電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障。比如汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路板，如果在高溫下助焊劑殘留物引發(fā)線路短路，可能使發(fā)動(dòng)機(jī)控制程序紊亂，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作異常，甚至可能造成在行駛途中熄火等危險(xiǎn)情況，威脅駕駛員和乘客的安全。而且在汽車電子生產(chǎn)的高新標(biāo)準(zhǔn)下，不管是在生產(chǎn)線上還是售后維修換件環(huán)節(jié)，也會(huì)要求電路板進(jìn)行嚴(yán)格清洗以保證使用性能和可靠性。

• 醫(yī)療設(shè)備示例：醫(yī)療設(shè)備如心臟起搏器、高精度的各類監(jiān)測(cè)儀器等，這些設(shè)備對(duì)于精度和可靠性有著極高的要求。其中的電路板一旦出現(xiàn)故障，可能直接危及患者的生命健康。在生產(chǎn)過程中，如果有道分流電流的電路部分因?yàn)闅埩粑镆l(fā)短路或者漏電，那么這款醫(yī)療設(shè)備所提供的監(jiān)測(cè)和治療數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性就難以保證，還可能對(duì)患者進(jìn)行誤治療或者無法及時(shí)掌握患者真實(shí)病情。所以在醫(yī)療設(shè)備的電路板生產(chǎn)時(shí)，無論是最初的生產(chǎn)流程還是后續(xù)的維修校準(zhǔn)，都會(huì)把確保電路板的清洗包括回流焊后的清洗放在重中之重的環(huán)節(jié)加以要求。

四、回流焊后清洗與不清洗的對(duì)比

• 可靠性方面對(duì)比

1. 清洗后的電路板由于去除了助焊劑殘留物，極大地降低了腐蝕、電遷移、接觸不良和短路漏電等電路故障風(fēng)險(xiǎn)。就像前面提到的航天、汽車、醫(yī)療領(lǐng)域的電路板，清洗后的可靠性是產(chǎn)品在極端條件或者對(duì)可靠性要求極高的應(yīng)用場(chǎng)合能夠正常工作的基本保障。而未清洗的電路板，在電路板的使用壽命周期里，因?yàn)闅埩粑镔|(zhì)的存在隨時(shí)有可能出現(xiàn)上述故障風(fēng)險(xiǎn)，可靠性降低很多。

2. 在產(chǎn)品的長(zhǎng)期穩(wěn)定性上，清洗后的電路板在各種環(huán)境條件下，無論是溫度濕度波動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)還是電磁干擾環(huán)境中，能更好地保持其固有電氣性能。例如，經(jīng)過清洗后的戶外通信基站電路板，在經(jīng)歷四季溫度變化和風(fēng)雨侵蝕后仍然能夠較為穩(wěn)定地工作。不清洗的電路板則很容易因?yàn)闅埩粑飭栴}在長(zhǎng)期運(yùn)行后性能出現(xiàn)明顯下降甚至失效。

• 外觀與品質(zhì)方面對(duì)比

1. 清洗過后的電路板外觀整潔、干凈，沒有助焊劑、焊膏殘留留下的污漬和斑塊，更符合現(xiàn)代電子產(chǎn)品在外觀質(zhì)量上的高標(biāo)準(zhǔn)要求。這種整潔的外觀在一些消費(fèi)類電子產(chǎn)品中尤為重要，如智能手機(jī)、平板電腦等，外觀良好的電路板在產(chǎn)品組裝和用戶使用感受上都能帶來正面影響。而未清洗的電路板外觀看起來粗糙、臟兮兮的，不符合高品質(zhì)產(chǎn)品的外觀預(yù)期，如果消費(fèi)者看到電路板外觀不干凈，可能會(huì)認(rèn)為產(chǎn)品質(zhì)量不高。

2. 對(duì)于一些需要進(jìn)行表面處理如涂覆三防漆、電鍍等電路板來說，清洗后的電路板在進(jìn)行這些后續(xù)操作時(shí)，能保證表面處理均勻、牢固。不清洗的電路板由于殘留物的存在會(huì)干擾表面處理的效果，導(dǎo)致保護(hù)層不完整或者電鍍不均勻等質(zhì)量問題。

• 成本效益方面對(duì)比

1. 在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如果電路板進(jìn)行清洗，短期來看增加了清洗劑的成本、清洗設(shè)備的投入成本和清洗操作的人力成本。但從長(zhǎng)期和宏觀上來看，產(chǎn)品的合格率提高了。由于不清洗導(dǎo)致的電路板故障引發(fā)其他部件的連帶損壞概率降低了，而且從整個(gè)產(chǎn)品的生命周期成本去核算，維修成本的降低以及保證產(chǎn)品可靠工作帶來的間接收益是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于清洗成本的投入。以大量生產(chǎn)消費(fèi)電子產(chǎn)品的工廠為例，如果因?yàn)樽非蠖唐诮档颓逑闯杀径贿M(jìn)行清洗，可能會(huì)面臨大規(guī)模的產(chǎn)品返修和售后被投訴等問題，損失更大。

2. 在售后保障方面，清洗過的電路板因?yàn)榭煽啃愿?、故障低，售后維修更換的零件和人力成本都能大幅降低。沒有清洗的電路板導(dǎo)致產(chǎn)品售后故障頻繁，不僅增加了維修成本，而且可能面臨退貨、換貨等情況帶來更復(fù)雜的成本結(jié)果，并且這些售后問題會(huì)對(duì)企業(yè)產(chǎn)品的銷售狀況和聲譽(yù)產(chǎn)生負(fù)面影響，進(jìn)一步影響品牌的長(zhǎng)期價(jià)值和收益。

五、行業(yè)內(nèi)對(duì)電路板回流焊后清洗的看法

• 積極肯定清洗必要性的主流觀點(diǎn)：電路板制造行業(yè)中的多數(shù)企業(yè)和技術(shù)專家都認(rèn)為回流焊后的清洗是必不可少的工序。從確保電路板長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性的角度，眾多電子設(shè)備制造商都強(qiáng)調(diào)參數(shù)指標(biāo)合格的電路板清洗對(duì)于保障電路功能實(shí)現(xiàn)的絕對(duì)意義。例如一些大型電子制造企業(yè)如富士康在制造手機(jī)電路板等產(chǎn)品時(shí)，都會(huì)按照嚴(yán)格的清洗標(biāo)準(zhǔn)和流程進(jìn)行回流焊后的清潔工序；研發(fā)人員領(lǐng)域方面無論是研發(fā)民用電子設(shè)備還是工業(yè)、醫(yī)療、軍品等特種電子設(shè)備，都確認(rèn)清洗能防止多種由殘留物導(dǎo)致的問題發(fā)生。

• 充分認(rèn)識(shí)到清洗面臨的挑戰(zhàn)：雖然清洗回流焊后的電路板在電子制造的整體流程和最終產(chǎn)品的質(zhì)量保障方面起著至關(guān)重要的作用，但行業(yè)內(nèi)也認(rèn)識(shí)到清洗過程存在一些挑戰(zhàn)。一是清洗設(shè)備的選擇問題，如超聲波清洗確實(shí)效果良好，但如果操作不當(dāng)或者選擇的設(shè)備頻率等參數(shù)不合適，特別是可能損害敏感的電子元件。比如選用的超聲波清洗設(shè)備頻率接近或與電路板上的晶振頻率相同就可能產(chǎn)生共振損害器件。二是清洗劑的選擇方面，需要考慮對(duì)電路板本身和各種電子元器件無腐蝕性、能夠有效地溶解和去除殘留物，同時(shí)還要兼顧環(huán)保要求。目前在市場(chǎng)上存在多種類型的清洗劑如有機(jī)溶劑型的清洗劑、水基清洗劑，在不同的生產(chǎn)策略和產(chǎn)品定位下需要謹(jǐn)慎進(jìn)行選擇。

• 結(jié)合新發(fā)展趨勢(shì)仍強(qiáng)調(diào)清洗的重要性：隨著電子工業(yè)的發(fā)展，例如電路板向著更加微型化、集成化的趨勢(shì)發(fā)展，現(xiàn)在的線路可以做到非常小的間距，元件密集度極大提高。在這種趨勢(shì)下，助焊劑等殘留物對(duì)于電路板的危害風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)提升。所以即使在新的生產(chǎn)技術(shù)和工藝手段不斷創(chuàng)新的情況下，行業(yè)內(nèi)對(duì)于回流焊后清洗的重視程度依然不可削弱。而且隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提高、電子設(shè)備在更加嚴(yán)苛環(huán)境下的使用要求，例如5G通信設(shè)備要在高溫高功率環(huán)境下穩(wěn)定工作，電路板回流焊后進(jìn)行精心而科學(xué)的清洗也是必然要求。

• 電路板/線路板清洗劑W3000介紹

• 電路板/線路板清洗劑W3000是針對(duì)PCBA焊后清洗開發(fā)的一款堿性水基清洗劑，是一款環(huán)保洗板水。能夠快速有效的去除焊后錫膏、助焊劑及油污、灰塵等殘留物質(zhì)。適用于超聲波和噴淋清洗工藝。該產(chǎn)品采用我公司專利技術(shù)研發(fā)，清洗力強(qiáng)，氣味清淡，不含鹵素，無閃點(diǎn)。溫和的配方使其對(duì)敏感金屬合金具有良好的材料兼容性，是一款理想的環(huán)保型水基清洗劑。

• 電路板/線路板清洗劑W3000的產(chǎn)品特點(diǎn)：

• 1、清洗負(fù)載能力高，可過濾性好，具有超長(zhǎng)的使用壽命，維護(hù)成本低。

• 2、能夠有效清除元器件底部細(xì)小間隙中的殘留物，清洗之后焊點(diǎn)保持光亮。

• 3、配方溫和，特別適用于較長(zhǎng)接觸時(shí)間的清洗應(yīng)用。對(duì)PCBA上各種零器件無影響，材料兼容性好。

• 4、不含鹵素，無閃點(diǎn)，使用安全，不需要額外的防爆措施。

• 5、無泡沫，適合用在噴淋清洗工藝中。

• 6、不含固態(tài)物質(zhì)，被清洗件和清洗設(shè)備上無殘留，無發(fā)白現(xiàn)象。

• 電路板/線路板清洗劑W3000的適用工藝：

• W3000環(huán)保洗板水適用在超聲波清洗工藝和噴淋清洗工藝中。

• 電路板/線路板清洗劑W3000產(chǎn)品應(yīng)用：

• W3000環(huán)保洗板水主要用于去除PCBA焊接工藝后的錫膏、助焊劑殘留。對(duì)油污也有一定的溶解性。

• 超聲波清洗工藝：

• W3000用在超聲波清洗工藝中，可批量清洗結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電子組裝件，對(duì)于底座低間隙的助焊劑殘留物也能達(dá)到很好的清洗效果。在超聲波清洗工藝中，將待清洗件浸沒在清洗槽中，利用超聲波在清洗劑中的空化作用、加速度作用及直進(jìn)流作用，和清洗劑對(duì)污垢的超強(qiáng)溶解性相結(jié)合，使污垢層被溶解、分散、乳化，或剝離而達(dá)到清洗目的。