SJ 20883-2003 印制电路组件装焊后的清洗工艺方法.pdf

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1、SJ 20883 2003 民共和国电FL 0180 法2004-03-01实施工艺Cleaning process method for welded PCB assembles 2003-12-15发布印批准息产业部中华人民共和国目IJ本标准附录A、附录B为规范性附录，附录C、附录D、附录E为资料性附录。本标准白电子工业工艺标准化技术委员会提出。本标准由信息产业部电子第四研究所归口。本标准起草单位t中国电子科技集团公司第二研究所。本标准主要起草人:侯一雪、李晓燕、常温。SJ 20883-2003 I 一2 印制电路组件装焊后的清洗工艺方法范围本标准给出了军用电子装备印制电路板组件装焊后的清

2、洗工艺方法。本标准适用于军用电子装备装焊后的印制电路板纽件.引用文件SJ 20883 2003 下列文件中的有关条款通过引用而成为本标准的条款。凡注日期或版次的引用文件，其后的任何修改单(不包括四j误的内容)或修订版本都不适用于本标准，但提倡使用本标准的各方探讨使用其最新版本的可能性。凡不注日期或版次的引用文件，其最新版本适用于本标准。SJ 20896-2003 印制电路板装焊后的洁净度检测及分级3 术语和定义下列术语和I定义适用于本标准.3. 1 臭氧消耗化学物质/大气臭氧层损耗物质。zonedepleting substances (ODS) 在大气同温层与臭氧反应并消耗臭氧的化学物质。3

3、. 2 表面润i显wettingof surfaces 清洗介质在工件表面形成一种均匀、不破裂薄膜的过程即为表面润湿。为了更好地润湿工件表面，使清洗介质的表面张力小于工件的表面张力的过程称为润湿。加入表面活性剂可以明显提高清洗介质的润湿性能.3.3 黯子性溶解ionic dissolution 将污染物在水中济解成离子的过程称为离子性溶解。离子性物质浴解后会1f水的电导率提高。电子元器件上典型的离子污染物包括:助焊剂中的活性物质、助焊剂中的活性物质与金属氧化物的反应产物、手印中的盐、不正确消洗元器件或裸板B1产生的盐、印制电路基板制造中的预聚物及焊料掩膜产生的盐等.这类污染物极其有窑，可能导致

4、电子元器件性能不良或受腐蚀。3. 4 非离子性溶解non-ionic dissolution _咛f是指当某物质溶于水中且不会使水的电导率发生变化的溶解.典型的非离子污染物包括2助焊剂载体，手中的污物，水中的糊状物及类似的化合物等。这些物质不导电，但会大量吸附湿汽，导致电性能差。4 要求4. 1 清洗溶剂4. 1. 1 溶剂选取要求当选取清洗溶剂时，要按以下要求完成2a) 对操作人员没有危害:b) 一般消洗能力与材质相容性成反比，即清洗能力越强可相容的塑胶类材质越少，故选用消洗剂前应根据电路板的组件情况作相容性试验;c) d) 具有良好的清洗能力，润湿性好:能同时去除极性污物和l微粒杂质:SJ

5、 20883-2003 e) 符合生产设备的特点和l工作区的要求:0 重复使用中具有稳定性.4. 1. 2 选取的溶剂应具有的特性4. 1. 2. 1 润湿性用做清洗剂的浴剂应有好的润湿性。表面张力越小，润湿性越好。一般20.C时，溶剂的表面张力在15.2 dyne/cm-32.3 dyne/cm范围内的润湿性较好.4. 1. 2. 2 溶解度溶剂清洗剂应有好的溶解度，选取溶剂时应确保它能尽量多的溶解现有污染物。溶剂和污染物的分子结构应符合相似的容易相互溶解等原则。同时可以通过选择适当的设各和工艺，如采用搅拌、延长清洗周期、采用循环消洗等方法，提高洛剂的溶解度。不同溶剂的溶解度不同，具体参见附

6、录E中的表E.I、表E.2.4. 1. 2.3 浸蚀度选用的溶剂清洗剂应与设备和元器件具有兼容性，不能因浸蚀度过高而对设各和清洗对象的部件造成任何损坏:不能浸蚀标签、标记。4.1.2.4 混合性极性物质和(或非极性物质可作为混和成分通过混合而做成消洗剂。非极性成分可有效地除掉才在离子杂质，例如，树胎、石油、手污等等。而极性物质则可济解离子杂质，如，助焊活性剂，镀盐杂质，或处理过的盐份。一般，饱和链经类浴剂为非极性物质，醇类(如甲醇、乙醇、乙丙醇、1-丙醇)只有微极性。有机卤代经类(包括不对称的多氯代娃、澳代跤，氯氛t子、第;t王)都或多或少带有极性，其中有的则极性较强如1，1, 1-三氮乙炕、

7、CFC-113)。极性较强的卤代足类常用米调节、平衡溶解度。4. 1. 2.5 残留物消洗剂在最终洁洗后不应留下有窑的洛剂残留物。4. 1. 2. 6 稳定性清洗剂的稳定性使用寿命取决于其抵抗化学分解和热分解的性能。所选取的消洗剂应有好的稳定性。常用的溶剂清洗剂的物理性质参见附录E中的表E.l、农E.2.4. 1. 2.7 安全性溶剂消洗剂应具有不易燃、不易爆的性质:物理、化学性能稳定:无毒或低寄:对人体没有危害，4. 1. 2. 8环保性对环境无窑，应选用非ODS类溶剂.4. 1. 3 可选择的典型溶剂类型及其清洗效能溶剂根据其化学性质的不同划分为三大类，具体见附录B:它们对于不同残留物清洗

8、效能见附录A;印制电路板装焊后需清洗的残留物类型参见附录D。2 下面是常用的可选择的溶剂类型及其一般性质及使用时需特别注意的问题。a) 卤化物溶剂，如HCFC、HFC、HFE.此类化合物具有以下性能:液体密度高，表面张力和粘度低:蒸发热低，干;原快:极好的化学稳定性和热稳定性:与各种材料的相容性好;电气绝缘性极佳:清洗剂易回收;ODP值为零:全球变暖指数低。它们适用于气扫清洗设备。使用此类溶剂时应注意维持工作区域内的空气中溶剂蒸发量低于闪点。这类溶剂能清除大多数非极性杂质，如泊脂、焊迹、松香助焊剂和氧化膜。由于此类溶剂具有很强的溶解性，因此要对印制电路板的材料和组件做兼容测试.b) 碳氢化合物

9、类溶剂，如矿物泊、煤油、石泊溶剂泊、环戊;皖、环己;院等。醇类溶剂，如乙醇、异丙醇。此类溶剂属易挥发、易燃物。它们可以消除助焊剂和一些极性杂质。一般在通风的环境中应少量应用。大量使用仅限于批量或在线式消洗设备。这类设备的设计应包括防火防爆系统，并应根据国家和地方法规，在设各周围设立隔离帘。L SJ 20883-2003 c) 混合物和共i弗混合物，一般白氟化物、氮化物或没化物溶剂和乙醇组成.可以消除极性/离子、非极性/非离子污物.此外还有如酣类、脂类、自直类和一些多种物质混合的溶剂。4.2 清洗工艺方法4. 2. 1 常用的清洗方法应根据残留物的类型来选择清洗溶剂(见附录A、附录B和附录D)，

10、在此基础上再选择适于这种溶剂的清洗方法，参见附录C。装焊后的印制电路板最常见的残留物是焊剂、焊营的氧化物与聚合物。4. 2. 1. 1 P先在闭合容器中，清洗剂以一定压力形成的漂洗流在大气中对被洗物进行冲洗。喷洗是批量清洗、在线清洗中常用的方法。要求被洗印制电路板上的元器件布局规则，有清晰的喷射路径:喷射出的液滴体积应小子元器件与基板间的距离。由于顷射压力的存在，应注意被洗物是否位移;吸洗应在通风好的区域进行。水流的能量(压力和流量)直接影响清洗效果，在相同水流流量下，压力高比压力低更有助于残留物的清洗。但压力过高，工1表面谈喷流遮住，水流回溅大，会影响消洗效果。软水流(低压水流), 相当于浸

11、泡效果，有利于残臼物的济解。在i肯洗设各中，应采用软、硬水流组合方式。喷洗的方式有批量清洗、连续消洗两手中。4.2. 1.1. 1 批量清洗印制电路校上元器件布局越松散越适合此种方法a此方法使用批量清洗机。喷洗时要求印制电路扳上最高的元器件位于距喷喷最远的位置，最低的元器件位于离喷喷最近的位置。消洗时，无源元器件、因柱形通孔插I应使其t主制与喷洗方向垂直:双列对称和SOlC(小外形集成电路)元器I的民轴定位方向应与日质洗方向平行。囚面有引线的方形元器件，如QFP(扁平封装)和LCCC(无引线陶瓷芯片载体)其引线边与喷射方向成900。4. 2. 1. 1. 2 连续清洗适用于印制电路板品种单一、

12、数量大的情况。此方法使用在线消洗机。一般在线清洗机或其它有传送装置的清洗设各中，喷嘴是垂直成近似垂直安装的，要求印制电路板消洗位置的放直以利于消洗浓的排出为原则，印制电路fR放2原则同4.2.1.1. 10 4.2.1.2浸洗在清洗捕中加入消洗液，将被洗物浸润其中的消洗方法。此方法仅靠消洗剂的化学作用清洗，浸洗对印制电路板的设计没有特殊要求。4. 2. 1. 2. 1 浸入式喷洗(瞧流清洗)这种方法适用于消洗对超声波敏感的印制线路板。浸入式喷洗(喷流清洗)即浸泡式液面下水流冲洗.喷嘴安装在液面下相对位置，并留有一定的偏移量;保证水流互不干扰，形成涡流热浴效果。也适用于易燃、易爆、易挥发、易起泡

13、沫的清洗剂，但在喷易燃清洗剂时会产生湿雾.被洗的印制电路板放军原则同4.2.l.l.l0 4. 2. 1. 2. 2 离心清洗以贴装元器件为主的高密度印制线路板宜采用离心清洗方法。离心清洗的原理是利用原动机动力产生的转距使被洗物产生离心力，并在离心力的作用下，使污染物离开印制电路板。被洗印制电路板上有较高元器件的一边放在外则:其它放宣原则同4.2.1.1.104. 2. 1. 3 气相清洗此方法的适用范围mr，它使用气相清洗机。气相清洗应注意如下问题:a) 应保证蒸发槽的洁净度，否则污染物会影响i宵洗后的工序，如数形涂覆，接插件的连接等;b) 不应把设备放在有气流通过的位置;。所有气相清洗设备

14、要求印制电路板迸出速度不能超过3.05m1min; 3 、SJ 20883 2003 d) 水是气相清洗剂的克星，因此由于冷凝进入的水一定要被消除，可以用机械水分离装置来完成:e) 气相清洗剂应远离热源。4.2.2 少量印制电路板的清洗方法印制电路板返修或清洗后应再添加敏感元器件等情况下需用孚工焊接。手工焊后允许选用以下清洗方法。4.2.2.1 孚工刷洗操作人员采用防静电的刷子浸入盛有溶剂的不锈钢容器中反复刷洗印制电路板表面，然后用吸附性好、不起毛的织物擦去印制电路板上剩余的焊剂和清洗溶剂。刷洗只起到粗略清除印制电路板上焊剂的作用.使用时应注意:囚毛刷摩擦易产生静电，容易损坏CMOS电路，所以

15、对于装有CMOS电路的板子不宣采用此种清洗方法。4.2.2.2 组合型手工刷洗加热不锈钢容怒中溶剂(如:酒精碳氢化合物的共沸混合物)，操作人员用防静屯的刷子浸入溶剂中反复刷洗印制电路板表面，然后用吸附性好、不起毛的织物擦去印制电路板上剩余的焊剂和清洗溶剂。最后用浸润了挥发性醇类溶剂(如:2-丙醇)的棉签涂在印制电路板表面，从而起到漂洗和干燥的作用。4.2.2.3 气相清洗同4.2.1.304.2.3 手工焊后的清洗要求5 根据手工焊所使用的焊剂和焊营的不同，消洗要求也不同，具体内容如下所列:a) 松香类:主要成份是白松香.其残留物不导电、无腐蚀性。如后道工序要求政形涂覆则需消洗，否则可不清洗:

16、b) 松香类和轻度活性剂有弱腐蚀性，只须消洗残留物存在的位置:c) 免清洗类和轻度活性剂:有弱腐蚀性，只须消洗残留物存在的位置.如有特殊洁净度要求，用以上原则不能满足时，可采用其它清洗方法。环境保护、安全、卫生可燃的清洗剂挥发性大，闪点低，使用时应对清洗设备和!辅助设备采取防爆措施。对于有毒性的消洗剂应有防毒措施。所选用的清洗剂要求全球变暖指数低，温室效应小。排出物的排放应符合国家或地方法规的最低废物处理规定。6 4 ;青i先质量检测a) b) 清洗后的质量检测按SJ20896-2003中的要求进行:使用4.2.2清洗方法达不到SJ20896-2003中的要求时，可采用4.2.1的清洗方法。部

17、分溶剂清洗效能见表A.lo混合物/杂质类别类1指纹杂质活性树R活性杂质蚀刻油(水洛性得料报膜I早接产生的杂质焊接产生的杂质电饭层残留物蚀刻残留物类2树脂防挥发性石直在石蜡助焊剂i由蚀刻地(贯穿trJ)m纹植物油脂松吞助焊剂d aSJ 20883-2003 洛三氯乙剂HCFC-物理烯141b 特性常用溶剂HCFC 氯碳化合物沸点32 87 闪点TccC可燃最低置(空气中7.6 8.0 的百分含量)可燃最高量(空气中17.7 10.5 的百分含量)20C时蒸汽压60 单位2毛(阳的相对蒸发率(丁乙酸基=1)蒸汽密度4.53 (空气=1.00)25C时液体密度1.240 1.463 单位z克/立方厘

18、米(吕Icm)20C时的表面张力19.3 29.2 单位z达因l厘米(dyne/cm) 20C时的粘滞度0.43 0.58 单位:厘泊(cp)洛剂中水的溶解度0.02 水中溶剂的溶解度0.04 0.11 非极性极性氢键贝壳松脂丁醇值56 130 voc含量克/升(g!I)1450 暴光度ppm500 50 温室暖化系数630.0 0.7 臭氧损耗系数。10洛解参数9.2 注1:上标1括25C时的值.注2:空格指此1页数据无效.10 表E.2常用卤化物溶剂的物理特性亚甲基全氯乙转1，2HCFC HFC HFE 氧化物烯氯乙烯-225 -43-10 -7100 氯碳化氯碳化氯碳化HCFC HFC

19、HFE 合物合物合物40 121 48 54 55 60 6 12.0 10.0 19.0 13.0 349 14 400 228 2.93 5.76 3.30 7.00 1.307 1.619 1.260 1.550 1.580 1.500 28.1 32.3 17.0 16.2 14.1 13.6 0.43 0.90 0.40 0.59 0.67 0.61 0.1 5 0.01 0.55 0.05 0.01 1.38 0.02 0.63 0.02 0.01 0.0002 8.3 3.3 2.2 136 90 117 31 。1260 寸25 25 200 50 200 9.0 0.5 37

20、0 1300.0 500.0 0.03 。9.7 9.3 9.2 E丙基一氯乙CFC CFC 澳炕-113 -112 CCL, 澳氯苯氯碳化CFC CFC 氯破化合物合物71 74 48 93 77 3.0 7.5 8.0 15.0 98 101 334 46 6.2 4.24 4.55 6.50 7.47 5.30 1.3 30 1.307 1.560 1.645 1.590 25.9 25.9 17.3 23.0 26.3 0.49 0.86 0.69 1.06 0.97 0.05 0.03 0.01 0.001 0.01 0.24 0.09 0.02 0.01 0.08 7.8 7.2

21、3.2 0.8 r 2.3 。125 125 31 70 1330 。50-100 350 1000 500 0.3 110.0 5000 0.03 。100.80 8.9 8.4 7.3 7.9 中华人民共和国电子行业军用标准印章IJ电路组件装焊后的清洗工艺方法SJ 20883-2003 * 版刷行出印发中国电子技术标准化研究所中国电子技术标准化研究所中国电子技术标准化研究所电话(010) 84029065 传真，(010) 64007812 地址北京市安定门东大街l号邮编，100007 网址: 13 印张一16 2004年7月第一次印刷字数，26千字* 1/16 开本自80X1230 2004年7月第一版 、