SMT贴片加工关于PCBA板清洗注意哪些事项？

在SMT贴片加工中，PCBA 板的清洗是确保产品可靠性和长期稳定性的关键环节。清洗不当可能导致助焊剂残留、离子污染、短路风险或外观不良等问题。以下是清洗过程中需注意的核心事项：

一、清洗前的准备与评估

1. 明确污染物类型

   • 确定焊接残留（如焊膏、助焊剂、锡珠）、手汗、油污、灰尘等污染物种类，选择针对性的清洗方法（如水基清洗、溶剂清洗、半水基清洗或免清洗工艺）。
   • 免清洗工艺并非完全无需清洗，需评估残留是否符合产品可靠性要求（如高湿度、高电压环境可能仍需清洗）。

2. 元件兼容性检查

   • 确认元件耐清洗性：避免清洗液对敏感元件（如连接器、开关、传感器、贴纸标签）造成腐蚀、溶解或接触不良（如电解电容引脚易被水基清洗剂腐蚀）。
   • 检查 PCB 表面处理工艺：ENIG（沉金）、OSP（防氧化）等表面处理对清洗剂的化学耐受性不同，需避免镀层被侵蚀。

3. 制定清洗工艺参数

   • 根据设备类型（超声波清洗机、喷淋清洗机、手工擦拭）设定清洗时间、温度、压力等参数，避免过度清洗导致 PCB 基板或焊点受损（如高温可能使阻焊层变色）。

二、清洗过程中的关键注意事项

1. 清洗剂的选择与使用

   • 水基清洗剂：需控制电导率（避免离子残留），添加缓蚀剂保护金属表面，清洗后需彻底干燥（通常配合热风烘干），防止水痕或电化学腐蚀。
   • 溶剂清洗剂：常用 IPA（异丙醇）、D - 柠檬烯等，需注意溶剂挥发性、闪点（避免易燃易爆风险），且部分溶剂可能溶解 PCB 表面标识或元件封装材料。
   • 半水基清洗剂：结合水基与溶剂特性，需关注乳化效果，避免残留分层。

2. 清洗设备操作规范

   • 超声波清洗：控制功率和时间，防止高频振动导致微小元件（如 0201 封装、细间距 IC）脱落或焊盘损伤。
   • 喷淋清洗：调整喷嘴角度和压力，确保死角（如 BGA、QFP 底部）的残留被冲洗，避免高压水流冲掉小元件。
   • 手工清洗：使用防静电毛刷或棉签，避免金属工具划伤 PCB，针对密集区域（如多引脚 IC 周围）重点擦拭。

3. 特殊区域的处理

   • BGA/CSP 等底部焊点：需通过喷雾或浸泡方式确保助焊剂残留被清除，避免残留导致焊点开裂或腐蚀。
   • 通孔元件底部：THT 元件焊接后的通孔内部可能藏污，需通过超声波或高压喷淋穿透清洗。
   • 金手指 / 连接器接触点：避免清洗剂残留导致接触电阻增大，可局部保护或清洗后单独擦拭。

三、清洗后的处理与检测

1. 彻底干燥

   • 水基清洗后必须完全干燥（建议温度 50-80℃，时间 10-30 分钟），防止残留水分与金属离子形成电解液，导致长期可靠性问题（如电化学迁移）。
   • 溶剂清洗后需检查是否有溶剂挥发不完全，避免残留溶剂腐蚀元件或影响后续工艺（如灌封、涂覆）。

2. 清洁度检测

   • 目视检查：观察 PCB 表面是否有白色残留物、水痕、元件变色等异常。
   • 离子污染测试：使用离子污染测试仪（如 ROSE 测试），检测表面离子残留量（标准通常≤1.5μg NaCl/cm²）。
   • 功能性测试：清洗后进行 ICT、FCT 测试，确认电路导通性不受清洗影响。

3. 防止二次污染

   • 清洗后的 PCBA 需放置在洁净环境中（如 ESD 防静电周转箱），避免接触手指油污、灰尘或腐蚀性气体。
   • 操作人员需佩戴防静电手套和指套，避免直接接触焊盘或元件表面。

四、环保与安全要求

1. 合规性

   • 清洗剂需符合 RoHS、REACH 等环保标准，避免使用含 ODS（臭氧层破坏物质）的溶剂（如 CFC-113 已被禁用）。
   • 废水 / 废溶剂需分类处理，交由专业机构回收，避免直接排放。

2. 操作人员防护

   • 接触溶剂时佩戴防化手套、护目镜，在通风良好环境下作业，防止吸入挥发性气体或皮肤接触过敏。
   • 水基清洗设备需注意漏电保护，避免操作人员触电风险。

五、工艺优化与持续改进

• 定期验证清洗效果：通过切片分析、可靠性测试（如高温高湿老化）评估清洗对焊点寿命的影响。
• 优化焊接工艺：减少助焊剂用量、选择低残留焊膏，从源头降低清洗难度（如免清洗焊膏的残留控制）。
• 记录与追溯：保存清洗工艺参数、清洗剂批次、检测数据，便于质量问题追溯和工艺调整。

总结

PCBA 清洗的核心是在 “清洁度” 与 “可靠性” 之间找到平衡，需结合产品应用场景（如汽车电子、工业控制、医疗设备）制定差异化的清洗方案。通过规范工艺、严格检测和持续优化，可有效避免清洗不当导致的短路、腐蚀、接触不良等问题，提升 PCBA 的长期稳定性。