清洗劑的選用和清洗工藝流程

清洗劑的選用和清洗工藝流程

1水基清洗

1.1水基清洗工藝

水基清洗工藝是以水為清洗介質(zhì)添加表面活性劑、洗滌助劑、緩蝕劑等化學(xué)物質(zhì)混合或合成的可稀釋化學(xué)溶液。針對(duì)工件不同性質(zhì)及污染的情況，在水基清洗劑中添加劑，可使其清洗的適用范圍更寬。水基清洗劑對(duì)水溶性污垢有很好的溶解作用，再配合加熱、刷洗、噴淋噴射、超聲波清洗等物理清洗手段，能取得更好的清洗效果。在水基清洗劑中加入表面活性劑可使水的表面張力大大降低，使水基清洗劑的滲透、延展能力加強(qiáng)，能更好的深入到工件結(jié)構(gòu)之間的縫隙之中，將產(chǎn)品內(nèi)部的污垢清洗除。利用水的溶解作用與表面活性劑的乳化分散作用也可以將合成活性類助焊劑的殘留物很好在清除，不僅可以把各種水溶性的污垢溶解去除，而且能將合成樹脂、脂肪等非可溶性污垢去除。對(duì)于使用松香基助焊劑或水基清洗劑中加入適當(dāng)?shù)脑砘瘎?，皂化劑是在清洗印刷電路板時(shí)用來與松香中的松香酸、油脂中的脂肪酸等有機(jī)酸發(fā)生皂化反應(yīng)，生成可溶于水的脂肪酸鹽（肥皂）的化學(xué)物質(zhì)。這是許多用于清洗印刷電路板上的助焊劑、油脂的清洗劑中常見的成分。皂化劑通常是顯堿性的無機(jī)物如氫氧化鈉、氫氧化鉀等強(qiáng)堿，也可能是顯堿性的有機(jī)物如單乙醇胺等。在商用皂化劑中一般還含有有機(jī)溶劑和表面活性劑成分，以清洗去除不能發(fā)生皂化反應(yīng)的殘留物。由于皂化劑可能對(duì)印刷電路板上的鋁、鋅等金屬產(chǎn)生腐蝕，特別是在清洗溫度比較高、清洗時(shí)間比較長時(shí)很容易使腐蝕加劇。所以在配方中應(yīng)添加緩蝕劑。但應(yīng)注意有對(duì)于堿性物質(zhì)敏感的元器件不宜使用含皂化劑的水基清洗劑清洗。

在水基清洗的工藝中如果配合使用超聲波清洗，利用超聲波在清洗液中傳播過程中產(chǎn)生大量調(diào)微小空氣泡的“空穴效應(yīng)”則可以有效的把不溶性污垢從工件上剝除。超聲波清洗時(shí)使用的頻率一般在40KHz左右。

水基清洗工藝流程包括清洗、漂洗、干燥三個(gè)工序。首先用濃度為2％-10％的水基清洗劑配合加熱、刷洗、噴淋噴射、超聲波清洗等物理清洗手段對(duì)印刷電路板進(jìn)行批量清洗然后再用純水或離子水（DI水）進(jìn)行2-3次漂洗，最后進(jìn)行熱風(fēng)干燥。水基清洗需要使用純水進(jìn)行漂洗是造成水基清洗成本很高的原因。雖然高質(zhì)量的水質(zhì)是清洗質(zhì)量的可靠保證，但在一些情況下先使用成本較低的電導(dǎo)率在5um·cm的去離子水進(jìn)行漂洗，最后再使用電導(dǎo)率在18um·cm的高純度去離子進(jìn)行一次漂洗也可以取得很好的清洗效果。

2半水基清洗

2.1半水基清洗劑

  在半水基清洗劑的組分中一般都有有機(jī)溶劑和表面活性劑，在大多數(shù)半水基清洗劑的配方中還含有水，但由于水的含量水多（僅占5％-20％），所以從外觀看半水基溶劑與溶劑清洗劑一樣都是透明、均勻的溶液。與一般溶劑清洗劑不同的是半水基清洗劑使用的有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)比較高，所以揮發(fā)性低不必像溶劑清洗劑那樣在封閉環(huán)境下進(jìn)行清洗，而且在清洗過程中不須經(jīng)常更換清洗劑只須適當(dāng)補(bǔ)充清洗劑量即可。配制半水基清洗劑用的有機(jī)溶劑主要有萜烯類和石油類碳?xì)淙軇⒁叶济?、N-甲基吡咯烷西酮等，選擇溶劑類型時(shí)應(yīng)根據(jù)工工件的污染情況選擇不同的溶劑。

2.2半水基清洗工藝流程

  也是包括清洗、漂洗、干燥三個(gè)工序，清洗工序往往配合使用超聲波清洗以提高清洗效果減少清洗時(shí)間，由于使用超聲波會(huì)提高清洗劑溫度，所以需要注意嚴(yán)格控制好清洗溫度，不得超過清洗液的閃點(diǎn)（一般清洗溫度控制在70℃以下）。在清洗和漂洗工序之間加有一個(gè)乳化回收池，而半水基清洗液中含有的有機(jī)溶劑濃度很高，在清洗后仍會(huì)有較多的清洗液沾在工件表面，如果清洗后的產(chǎn)品直接放到水漂洗液中，沾在工件表面的有機(jī)溶劑就會(huì)將漂洗水污染，大大增加后面水處理工序的負(fù)荷，而在清洗和漂洗工序之間增加一個(gè)盛有乳化劑水溶劑的乳化回收裝置，就可以把沾在工件表面上的有機(jī)溶劑通過乳化分散的方式從產(chǎn)品表面剝離，并可在這個(gè)乳化回收裝置中利用過濾器和油水分離裝置，把有機(jī)溶劑和污垢沉淀分離并回收，由于進(jìn)入漂洗槽的工件表面上的有機(jī)溶劑已很少，所以既減少了漂洗工序負(fù)荷，又減少了廢水處理的負(fù)荷。再用去離子水漂洗2-3次即可把污垢去除干凈。由于半水基清洗是用水做漂洗劑，所以存在與水基清洗相同的干燥難問題，需要采用類似的多種措施提高烘干速度。

2.3半水基清洗工藝的優(yōu)缺點(diǎn)

  半水基清洗工藝的優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)各種焊接工藝有適應(yīng)性強(qiáng)，所以使用半水清洗工藝不必改變原有的焊接工藝；它的清洗能力比較強(qiáng)，能同時(shí)去除水溶性污垢和油污；與大多數(shù)金屬和塑料材料相容性好，與溶劑清洗劑相比不易揮發(fā)使用過程中蒸發(fā)損失小缺點(diǎn)是：存在與水基清洗一樣的需要使用純水漂洗、干燥難、廢水處理量大的問題。半水基清洗工藝需要占用較大的場地和空間，設(shè)備一次性投資較大特別是在線清洗機(jī)。由于半水基清洗劑含有較多的有機(jī)溶劑，所以要增加對(duì)有毒溶劑的防護(hù)、防火防爆等安全措施。而且半水基清洗劑不能像溶劑清洗劑那樣通過蒸餾回收再利用，所以成本較高。

3溶劑清洗工藝

3.1清洗工件使用的有機(jī)溶劑

　　使用有機(jī)溶劑清洗工件是利用其對(duì)污垢的溶解作用，在淘汰CFC-113、TCA等ODS清洗劑后，目前使用溶劑清洗劑主要是HCFC、HFC、HFE等氟系溶劑，另外也可用碳?xì)淙軇?/span>、醇類溶劑等。為了提高氟系溶劑的清洗效果在其中還加入碳?xì)淙軇⒋碱惾軇┑刃纬苫旌先軇?，有些混合溶劑還是具有恒沸點(diǎn)的共沸混合物（如用HCFC-141b-141b與甲醇、HCFC-225與乙醇配成的共沸混合物溶劑清洗劑）。由于這些氟系溶劑還具有不可燃的優(yōu)點(diǎn)，而且性能與CFC-113很相近，所以清洗工藝及清洗設(shè)備基本不需要改變或只需略加調(diào)整即可。

3.2溶劑清洗的優(yōu)缺點(diǎn)

　　溶劑清洗工藝相對(duì)比較簡單，只需用同一種溶劑清洗劑進(jìn)行清洗和漂洗，由于溶劑清洗劑的揮發(fā)性大都很好，所以不需要專門的干燥工藝。溶劑在使用后可以通過蒸餾與污垢分離并循環(huán)使用，不僅使成本降低，廢液處理也相對(duì)簡單。原使用CFC-113清洗的清洗設(shè)備不需大的改造即可使用；溶劑清洗特別適合對(duì)水敏感、元器件密封性差的印制電路板的清洗。各種替代溶劑清洗劑存在的缺點(diǎn)在前面已介紹不再重復(fù)。

3.3典型的溶劑清洗流程

典型的溶劑清洗流程包括以下幾種：

超聲波加浸泡清洗——噴淋清洗——?dú)庀嗥春透稍?/span>

溶劑加熱浸泡清洗——冷漂洗——噴淋清洗——?dú)庀嗥春透稍?/span>

氣相清洗——超聲波加浸泡清洗——冷漂洗——?dú)庀嗥春透稍?/span>

氣相清洗——噴淋清洗——?dú)庀嗥春透稍?/span>

在考慮采用哪種清洗方法和清洗劑時(shí)，應(yīng)當(dāng)因地制宜地從本地考慮的實(shí)際情況出發(fā)，找到最適合的方法。需要考慮的因素包括：原有的清洗工藝設(shè)備及生產(chǎn)條件（應(yīng)盡量利用原有清洗設(shè)備的場地條件保持現(xiàn)有生產(chǎn)格局并充分利用原有的生產(chǎn)條件）安全和環(huán)保要求的考慮（不燃不爆對(duì)人體無害以及對(duì)環(huán)境不帶來不利的影響到，在考慮采用方案時(shí)已經(jīng)占據(jù)越來越重要的地位）對(duì)清洗費(fèi)用及成本的考慮（清洗效果雖好但費(fèi)用太高，超過企業(yè)的承受能力也往往不能被接受，所以通常需在清洗效果和成本允許之間選擇一個(gè)平衡點(diǎn)）另外選用哪種清洗劑和清洗方法也應(yīng)與企業(yè)自身今后的發(fā)展方向（如自動(dòng)化水平、生產(chǎn)能力、技術(shù)升級(jí)等前景）相結(jié)合，使選擇性具有前瞻性。