电子组装中PCBA清洗技术

2014-07-04宋顺美史建卫

电子工业专用设备 2014年4期

宋顺美，史建卫

(日东电子科技（深圳）有限公司，广东深圳，518103)

电子组装过程中，裸板经历了好几个工艺阶段成为组件，每个阶段都有可能受到离子或非离子污染。当电子产品组件暴露于潮湿（湿气）环境或有潜在电势（偏压）条件下，污染物就会引起漏电流、电解腐蚀和电化学迁移，对产品寿命和稳定性产生影响。据统计，由于环境气候引起的产品损坏高达50%，而存放在库房中的产品损坏高达60%。表面涂覆工艺虽然可对外界环境阻隔，但组装过程中的污染如果不清洗，涂层就失去了保护意义。

1 PCBA 污染物分类及来源

污染物是各种表面沉积物或杂质以及被PCBA(印制电路组件)表面吸附或吸收的一种能使其性能降级的物质。这些不同类型的污染物可归纳为极性和非极性两类，造成物料污染、光学污染、机械污染及化学污染四大类。

1.1 极性污染物

极性污染物分子具有偏心的电子分布，即在分子中的原子之间“连接”的电子分布不均匀，如HCI或NaCl 极性分子。极性污染物容易吸潮，在空气中的二氧化碳作用下，产生正或负离子，引起电路故障，且能与金属发生强烈反应，导致电路板腐蚀，引起表面绝缘电阻（SIR）下降。电场下若发生电迁移，则有枝状结晶生长，发生漏电和短路，一般采用极性溶剂清洗。极性污染物也可以是非离子化的，其出现在电场中，同时又有高温或其他应力存在时，不同的负电性分子自身就排成行形成电流。

1.2 非极性污染物

非极性污染物没有偏心电子分布的化合物，且不分离成离子，也不带电流，大多数是由长链的碳氢化合物或碳原子的脂肪酸组成。通常，非极性污染物是松香残留、防氧化油及操作人员肤油等，绝缘体并不产生腐蚀和电气故障，但会使可焊性下降，影响焊点外观及测试探头的可测性。其次，也可能通过尘埃吸附极性污染物，影响绝缘电阻，出现电气故障，一般采用非极性溶剂清洗。此类物质存在热变性，故很难清洗，有时候清洗后出现白色污染。

1.3 污染物主要来源

污染物在环境中存在的形式主要为离子型和非离子型。离子型污染源主要来自于蚀刻、电镀、HASL 残留物、性能不良阻焊层、固化程度不够的永久性或暂时性阻焊层、元件封装材料、焊剂、指印油污、机器维护油污、灰尘等，表现为各种有机或无机酸及盐。离子型污染物接触到任何形式的湿气，通电后组件表面会发生电化学迁移，形成树枝状的结构体（即枝晶），提供了低电阻通路，破坏了PCBA 原有功能。非离子型污染源主要包括阻焊整平剂、焊剂加湿剂（特别是喷淋型）以及含表面活性剂的清洗剂（主要是以乙二醇为基本组成），其表面的低能量能使其穿透PCB 的绝缘层，致使枝晶在板表层下生长。

表1 为电子组装过程中主要污染物来源及影响。可溶于有机溶剂的焊剂广泛应用于再流焊和波峰焊工艺中，它们主要由天然树脂、合成树脂、溶剂、润湿剂和活化剂等成分组成，焊后产生热改性的生成物，是污染物的主要来源。从污染物引起的失效情况来看，极性的离子型污染最为严重。表2 为常见的极性离子污染物种类及来源与危害，生产制造过程中需要严格进行控制。

表1 电子组装工艺中各种污染物的来源及影响

2 电子组装中的清洗技术

清洗剂要求能去除各种焊剂及来自PCBA 的聚合物，所用材料主要包括降低表面张力和提高穿透低托脚高度元件下能力的润湿剂，溶解树脂结构的溶解质，缓解和皂化污垢的反应剂，提高材料兼容性和控制高压下泡沫产生的次要成分。清洗剂应该具有以下特点：

不燃、不爆、物理性能稳定，储存和使用期间不发生分解；

无毒或低毒，化学稳定性好，不与其它物质发生反应，操作安全，其人体接触允许的最低限度必须符合规定；

表2 极性离子污染的种类、来源及危害

具有优良的清洗性能，对污染物有较强的溶解能力，可以有效地溶解及去除污染杂质，不留残渣或痕迹；

表面张力小，利于穿透元件与PCB 间的狭窄缝隙，提高清洗效率；

与设备及元件具有兼容性，无腐蚀且操作简便；

适应能力强，即可清洗PCBA，还可清洗印刷模板；

选用非ODS（消耗臭氧层物质）物质，对大气和环境不具破坏作用，不产生新的有害物质；

价格低廉，清洗过程中损耗小，易于回收再利用并具有理想的再循环性能。

常用清洗剂CFC（氯氟烃）具有清洗能力强、相容性好、使用安全、干燥快等优点，但其中的臭氧耗竭物质ODS 破坏了生态平衡。随着技术发展，发达工业国家先后研发了4 种主要替代技术：有机溶剂清洗、半水清洗、水清洗和免清洗，并已广泛应用于电子产品清洗工艺中。

2.1 有机溶剂清洗技术

有机溶剂清洗主要是利用其溶解力完成预洗和漂洗，除去污染物，清洗剂具有挥发快、溶解能力强的特点，故对设备要求简单。根据选用的清洗剂，可分为可燃性清洗剂和不可燃性清洗剂，前者主要为有机烃类、醇类及酯类，后者主要为氯代烃类（如二氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙炔）和氟代烃类（如HCFC 和HFC）。表3 为各种类型的有机溶剂清洗剂成分及主要工艺特点，整个工艺无需纯水制备和废水处理。

HCFC 和HFC 清洗剂有很好的兼容性，且洗后干燥、无易燃危险，性能及工艺方法与CFC 相近，清洗后杂质和离子残余物低于CFC 水平，对表面绝缘电阻无不良影响。但HCFC 对大气层有一定的破坏作用，HFC 有一定温室效应，只能作为过度阶段的一种清洗剂。出现的非ODS 清洗剂主要包括水基清洗剂、烃类清洗剂、醇类清洗剂、酮类清洗剂、脂类清洗剂、醚类清洗剂等。见表3。

2.2 半水清洗技术

半水清洗是使用有机溶剂添加一些表面活性剂进行预洗，去离子水漂洗的一种清洗技术。有机溶剂溶解污染物；表面活性剂提供润湿和乳化功能，防止析出再次附着；去离子水进行冲洗。有时也添加酸性或碱性物质，主要是为了增加溶解力和漂洗性能，以及防锈，有时也使用消泡剂和抗氧光亮化剂。

半水清洗剂分为松油系列、碳氢化合物系列、二醇乙醚系列及NMP 甲基吡咯烷酮系列，一般为可燃溶剂，但闪点较高，毒性较低，使用上较安全。有些清洗剂中添加5%～20%纯水和少量表面活性剂制成乳化剂，既降低可燃性，又可使漂洗更容易。半水清洗工艺流程一般先以有机溶剂预洗去污，再以有机溶剂和去离子水组成乳化液进行精洗，最后用去离子水漂洗/ 精漂洗去除水溶性污染物，干燥后即可。

半水清洗特别适用清洗树脂型助焊剂和油脂成分，比如焊膏和波峰焊助焊剂残余，广泛用于高质量清洗作业中，如PCBA 助焊剂清洗，半导体封装、硬盘相关零件及半导体设备部件清洗。表4 为半水清洗工艺主要特点。

表4 半水清洗工艺主要特点

2.3 水清洗技术

水清洗技术是以去离子水（阻值须>106Ω）作为清洗介质，在水中添加有机溶剂、表面活性剂、皂化剂、熬合剂、缓蚀剂等形成一系列水基清洗剂，通过吸附、浸透可除去水溶性焊剂、离子性污染物和非极性污染物，同时还可去除颗粒及薄膜污染物，是今后清洗技术的发展方向。表5 为水清洗工艺主要特点。清洗用水主要为自来水系统，使用前要经过渗透膜进行提纯，然后通过活性炭（GAC）、阴离子和阳离子槽进行去离子处理。有机溶剂对材料的高溶解性和复合相变技术（CPT）可对部分部件进行清洗，高溶解性主要是在单一相清洗剂中发挥作用，寿命较短，复合相变技术（CPT）多为两相清洗剂，寿命更长一些。表面活性剂的不同活性基团，对需要溶解的物质进行特异性吸附，使其脱离清洗物件的表面，再利用表面活性剂上的亲水基团，使其融入水中。

表5 水清洗工艺主要特点

水基清洗剂包括碱性系列、中性系列和乳胶型系列。水清洗剂的pH 值影响产品可靠性，酸性溶液中Sn/Sn2+的氧化还原电位是-0.137 eV，碱性溶液中Sn/Sn2+的氧化还原电位是-0.909 eV。碱性系列主要利用皂化原理使松香及油脂等酸性物质与碱反应生成容易溶解的盐类物质，进而溶解在水中去除污染物，清洗力度相对较强，主要清洗发泡管、焊接治具及设备污染部件、冷凝槽和PCBA。清洗剂中使用的皂化剂包括有机和无机两种，且需含有适当的抑制剂，否则会侵蚀金属表面，造成焊点钝化，且温度越高，暴露于空气中的时间越长，侵蚀效果越显著。有机皂化剂一般由碱性胺组成，VOC（挥发性有机化合物）排放量较高，可能对焊点造成腐蚀，并发生氧化反应降低清洗寿命。由于盐本身并不会随温度的升高而挥发，因此无机皂化剂通过加入适量盐的方式解决VOC 排放问题，但存在有加工温度下的水溶性问题，即随着温度和浓度的升高溶解度降低，造成皂化剂中盐的析出，形成坚固的水垢。中性水基清洗剂的清洗力度相对温和，对器件不会带来损伤，但清洗效果较差，主要对未固化锡膏、红胶钢网、刮刀及点胶头等器具进行清洗。最新中性清洗剂比碱性清洗剂在清洗细小间距（0.25 mm）器件底部更加出色，且材料兼容性更好，可靠性更高。表6为水清洗后异常现象及解决方法[1]。

表6 水清洗后异常现象及解决方法

值得注意的是，半水清洗和水清洗工艺对水质要求较高，须配置净化水装置进行软化及去离子处理，从而受到当地自然条件的限制；清洗后的水均需通过废水处理装备达到废水排放要求；清洗后的产品均需进行干燥处理，设备成本高，占地面积较大，能耗较大；废弃半水清洗剂由于未加热，还保留稳定的化学成分，相对比较容易清洗，而水清洗一般要求对清洗剂和漂洗水加温，发生热变后不易清洗。

2.4 免清洗技术

免清洗技术目前应用最为广泛，在焊接过程中采用免清洗焊剂或焊膏，焊后直接进入下道工序而不再清洗。值得注意的是，免清洗技术不等于不清洗，而是利用新的方法来达到以往需要清洗才能达到质量要求的工艺技术。免清洗技术可采用两种方法实现：一是采用低固含量助焊剂，固体成分控制在5%以下，一般在1.5%～3%的范围，通常选用非松香、非树脂型，溶剂主要是异丙醇、乙醇或甲醇，活性剂不含有卤化物，残渣少或无残渣；二是在惰性气氛中完成焊接，可以减小助焊剂使用，达到免清洗效果。

但随着电子产品组装高密度化、小型化和无铅化，增加了免清洗工艺复杂度，特别是低工作电压情况下。高密度和小型化要求少量焊剂在焊接温度下更可靠、避免气化，这就需要更高含量的树脂或松香；无铅合金差的润湿性、流动性及较高的温度要求焊剂具有高耐氧化性、高氧阻能力、高热稳定性和低挥发性，从而减少空洞；无卤化后较高水平的弱有机酸会提高离子浓度易形成电解电池，威胁可靠性。表7 为无铅焊膏工艺对产品质量的影响，无铅高温导致焊剂聚合和更多锡盐形成，尤其是水溶性焊剂技术中金属盐未能被包裹，需要用化学试剂来破坏聚合的助焊剂，清除焊点周围的污染。

免清洗技术不再是支持最先进技术的可行替代方案，又重新返回到清洗工艺来去除元件下所有可视和能捕获的焊剂残留物，并进行三防涂覆。

表7 无铅焊膏工艺变化对产品质量的影响

3 电子组装中的清洗方式

清洗技术在生产应用中可分为离线式和在线式，按处理能力分为连续式和批次式，按清洗原理分为人工清洗、浸泡清洗、喷淋清洗及超声波清洗等。

3.1 人工清洗

人工采用酒精或异丙醇，通过无毛布/ 刷进行清洗，清洗时间约10～15 min，效率较低、清洗效果差、许多污染会残留在元器件底部，同时清洗过程中极易造成交叉污染，一般达不到较高的清洁度要求。

3.2 浸泡清洗

浸泡清洗是较早的一种清洗工艺，将欲清洗PCBA 浸泡在清洗剂中，使助焊剂残留物溶解脱落从而达到清洗目的，目前仍是批次式清洗的主要环节。尽管浸泡式清洗十分有效，但受制于产品的大小，一个大而笨重的产品会需要多个清洗腔，且产品的升降也是个问题。清洗剂向PCBA 移动较移动PCBA 更为简单有效。浸泡式清洗的机械搅动主要采用湍流喷射或超声，且不断有研究者对其进行各种改进，如采用新型清洗剂、改变清洗槽中液体的流动方式等。

浸泡清洗对设备要求不高，操作方便，但清洗效果差，时间相对较长，并且需要频繁更换清洗剂，因此这种方法一般不单独使用。

3.3 喷淋清洗

喷淋清洗是一种传统清洗工艺，使用泵或其他高压方法，将清洗剂喷射到PCBA 上从而使污染物被冲掉，是批次式、连续式清洗的重要一环。喷淋清洗冲刷力强，可以将PCBA 底部冲洗干净，但是在冲刷过程中容易产生静电，因此不适合耐压低的电子元件。

3.4 超声波清洗

超声波清洗是一种新型清洗工艺，主要机理是空化效应，高于20 kHz 的高频超声波通过换能器转换成高频机械振荡传入清洗剂，使清洗剂流动并产生数以万计的微小气泡。这些气泡在超声纵向传播的负压区形成并生长，在正压区迅速闭合熄灭，即称为空化现象。气泡闭合时形成约98 MPa 的瞬时高压，不断轰击被清洗物表面，使污染物迅速剥落。

超声波清洗效果与超声波发生器输出功率密度、输出频率及清洗温度有关。输出功率密度即发射功率/发射面积，通常在0.3～0.5 W/cm2，功率密度越高，空化效果越强，清洗效果越好，但对于精密部件容易产生空化腐蚀。输出频率低在液体中产生空化作用越容易，力度大、作用强，适合PCBA 预洗；输出频率高则方向性好，空化效果增强，气泡数量增多，每个气泡释放的能量减小，从而也减小超声波对PCBA 的损伤，适合PCBA 再次清洗；一些元器件不建议采用超声清洗，比如晶振。

超声波清洗温度是影响清洗速度的重要因素，清洗温度一般在40～60 ℃时空化效果最好。适当提高清洗温度可增加空化能力、缩短清洗时间，但超过一定温度，由于蒸气压增加反而降低空化作用，因此必须保持一定的温度。试验表明水溶性介质一般在50 ℃±5 ℃效果最佳。另外，清洗液液面高于振子表面100 mm 以上为佳，如300 W、28 kHz 液面约高120 mm，600 W、28 kHz液面约高150 mm。另外，28 kHz 时使用孔隙10 mm以上的网框。

3.5 微相清洗技术

微相清洗技术（MPC）是一种新的清洗技术，采用含有独特活跃因子的水基清洗剂，在受热或被扰动的情况下形成微相结构，温度可低至25 ℃。这种特殊的活跃相能够从基板表面清除各种污染物，并作为载体将污染物转移到水相环境中。此过程中污染物并没有被溶解，只是被不断过虑，污染物能够被轻易清除且清洗剂的能力不断再生，使其具有10 倍于传统清洗剂的使用寿命。由于不含表面活性剂和固含量配方，这种技术不会在基材上有残留物。

3.6 气相清洗

气相清洗是将欲清洗的PCBA 放入沸腾状态的清洗剂中浸泡，然后送至气相区气洗、干燥，其机理是通过加热把无机气体激发到等离子态，气相物质就吸附在固体表面，被吸附的这些基团与固体表面分子反应生成产物分子，产物分子解析后形成了气相，反应残余物也随之脱离物件表面。气相清洗主要应用于集成电路、硅片及PCBA 的清洗，有时用来清洗焊剂残余等，以提高键合引线和焊接可靠性。气相清洗采用高能量、低气压气体，如O2、Ar2、H2、CF4/SF6及其混合气体，目的是增加平均自由程，提高等离子体轰击待清洗物的概率。采用这种方法清洗的物件洁净，且不需要再干燥，但是很难有效除去不溶或难溶性助焊剂残留物。

3.7 等离子体清洗

等离子体是由离子、电子、自由激进分子、光子以及中性粒子组成，正离子和电子的密度大致相等的电离气体。等离子体清洗PCBA 主要依靠处于“等离子态”物质的“活化作用”达到去除物体表面污渍的目的。清洗时在待洗物件与电极板间施加一个高频高压电场，在工作气氛下（常为O2）电子被加速，轰击产生氧离子，PCBA 上污垢被氧化为二氧化碳和水，在真空作用下被冲走[5]。

作为一种新型清洗技术，等离子体清洗具有很多优点：无需任何清洗剂，可省去大量成本；不必考虑对PCBA 损伤；渗透能力强，可清洗复杂结构，如特殊元件及各种开孔，特别适用精密电子物件，被认为是最为彻底的剥离式清洗。

3.8 超凝态过冷动力学清洗

超凝态过冷动力学清洗是一种新型工艺技术，主要用于纳米级半导体清洗。清洗时将N2 和Ar2 按比例混合，进入一热交换器后，混合气体冷却并在低温高压下部分液化，热交换器的温度决定了氮氩混合气体的液化百分比。流经热交换器后，混合气便成为气液混合物，然后进入清洗腔内喷嘴，利用腔内低压将气液混合物直接喷向晶圆表面。混合物进入腔室后其中液体部分迅速膨胀并分裂为更细小颗粒，该过程为吸热过程，腔内温度降低，小颗粒冷凝为固体晶体，冲击速度非常高。晶圆表面污染物粒子被高速冲击而脱离后，被层流气体吹出清洗腔，而冷凝的固体晶体在排气过程中升华为气态然后排走[6]。

4 电子组装中清洗效果的影响因素

4.1 清洗工艺影响因素

（1）清洗功。要清洗掉污染物，就必须要有足够的表面能，即清洗功的比率，为液体的重力势能和动能。清洗功消耗的能量会产生充分力量而达到所需的洗涤率、漂洗率和干燥率。液流的产生来自于喷淋的撞击压力、重力和毛细作用。毛细作用力是清洗剂与被清洗零件接触而产生的附着、聚合及表面张力等的合成力，即可能有利于清洗，也可能妨碍清洗。

（2）清洗剂酸碱度。不同助焊剂应选用不同清洗剂及清洗工艺。首先要针对不同的污染物采用不同pH 值的清洗剂：碱性清洗剂主要用来去除油脂、油污和一般污染物；酸性清洗剂主要用来去除锈斑和氧化物使有色金属发亮；污染物较少的时候则使用中性清洗剂和具有软化性能的清洗剂[7]。为了保护焊点不被氧化，一般会在清洗剂中添加体积分数在0.2%～0.5%范围内的光亮剂。光亮剂为碱性物质，稀释后清洗剂pH 值为9～10，光亮剂在清洗后焊点表面形成阻挡层，保护金属焊点不被氧化。

（3）清洗剂温度及浓度。温度越高，清洗越容易，但过高会增加清洗剂的蒸发损耗，增加加工成本，而且容易使金属氧化变色。焊接过程中助焊剂与SnO2反应生成金属盐，清洗温度升高后，金属盐水解成不能溶解的Sn (OH)2，从而呈现非金属光泽。温度较低，蒸发损失将大幅度降低，回收性能增强，可进一步削减加工成本[7]。清洗温度一般设定在40～50 ℃（≤60 ℃）或60～70 ℃（纯水，≤80 ℃）。

清洗剂浓度的变化，明显影响清洗质量。清洗剂体积分数一般介于5%～15%，低于5%时，有效成分减少，清洗质量下降明显，只能通过延长清洗时间来保证质量，高于10%时清洗效果好，质量稳定；推荐在8%～12%范围，达成质量和成本的平衡。但许多清洗剂采用低气压材料，其蒸发速率要低于水，因此操作成本主要还是取决于操作温度。

4.2 加工工艺影响因素

焊后残留物的多少不但取决于助焊剂本身，而且还取决于PCB 材质、元器件引脚结构、PCB布局设计、焊接设备性能、工艺参数及作业环境和人员素质等综合因素。

（1）元器件类型及排列。THT 产品元件底部和PCB 表面间隙相当大，清洗时所需的机械能较小；SMT 产品高密度（元件间距<0.2 mm）细间距元件（QFP、QFN、LCCC、BGA、FC 和0201 及更小）和PCB 表面间隙只有0.025～0.075 mm，从其下面去除助焊剂残留物是极其困难的。清洗时需更多的机械能量迸出细小的清洗溶液微粒，使其能进入元件底部进行清洗，否则低托脚元件和大面阵列封装下的残留物会导致电化学迁移、漏电流和腐蚀发生。

元件排列方面，元件引线伸出方向和轴方向应该与清洗移动方向垂直，传送带向下倾斜8～12°，清洗剂非直角喷射到PCBA 上。尽可能使元件分布均匀、不要出现局部元件过于密集现象，要使热辐射、热传导、热交换均匀顺畅，使助焊剂能在理想的空间内充分活化、分解、挥发，特别是双面板更应减少产生阴影效应的排布方式。

（2）PCB 设计规范。PCB 设计时应避免在元件下面设置电镀通孔、盲孔；PCB 厚度和宽度要相匹配，不易变形，否则要采用加强筋增加抗变形能力，以免影响清洗效果。此外，焊接掩膜黏性要好，经几次焊接工艺后无微裂纹或起皱。

（3）助焊剂类型和使用。焊剂类型是影响PCBA 焊后清洗的主要因素。无铅焊接较高的温度和焊剂容量，引起更为严重的副作用和更多锡盐的形成；水基助焊剂具有更高的焊接温度要求，更难清洗；增加水溶性添加剂以保证有效去除所有焊剂残余。

合理选择、储存和使用助焊剂，正确选择助焊剂比重和涂敷工艺，比如发泡方式除要保证发泡丝网孔小于0.2 mm，还要严格控制泡沫与PCB传动方向及接触厚度，否则会造成上板面焊剂淤积。控制好风刀气压和喷射角度，既能吹掉液滴又不会将焊剂吹到上板面。根据TGA 测试技术指标来选择残留物尽可能少的免清洗助焊剂。

（4）焊接工艺和焊后停留时间。回流焊接工艺中，温度曲线要合理。高温时助焊剂中较轻的分子容易挥发，留在PCB 上的助焊剂残留物多为分子量较大的树脂，应防止出现过热导致焊剂变质；焊后停留时间不能过长，否则会使焊剂剩余物硬化，还可形成金属卤酸盐等腐蚀物，一般应在焊后1～2 h 内进行清洗。水基助焊剂残留物通常要求回流后尽快清洗，放置的时间越长，清洗起来越困难。清洗剂选择时要考虑对残留物的溶解性及不兼容性，这二个因素影响静态清洗率。

波峰焊接工艺中，预热温度是助焊剂性能发挥作用的最重要环节，必须保证焊剂充分活化、分解、挥发。一般PCB 上板面温度达85～110 ℃（插装件）或100～140 ℃（SMD 元件）为最佳。过波峰时，平整波型和同步流速是均匀焊接和氧化物排放的保证。但由于各种原因带来在波峰处“窝气”现象，使局部焊剂不能正常挥发而形成明显的残留痕迹。

5 电子组装中清洗工艺的设计

选择清洗工艺时，首先考虑PCBA 上有无惧水元件（如电位器）来考虑有机溶剂清洗的选择；其次考虑PCBA 上有无高频敏感元件（如晶振）来决定是否使用超声波来清洗；最后考虑PCBA 上有无惧热元件（如电解电容）来选择清洗温度。

根据焊剂本身清洗特性，由易到难的次序一般为免清洗软残余→水溶性焊剂→免清洗硬残余。要获得良好清洗效果，一方面要选择性能良好的清洗剂，另一方面要选择合适的清洗方式。焊剂清洗一般使用中性PH 值的清洗剂，焊后清洗一般选用碱性清洗剂。表8 为不同残余类型对应的清洗工艺，表9 为不同清洗阶段工艺参数。

6 清洗洁净度检测规范

污染物包括离子污染物和非离子污染物，离子污染主要来自于电镀、回流焊接、波峰焊接及化学清洁等工艺过程，主要为助焊剂残余、电离的表面活性剂、乙醇、氨基乙醇和人体汗渍。通过离子污染检测可以在后道工序监测管控清洗质量和效果，保证清洗后的PCBA 离子残余量在一个合格的范围内。非离子污染主要包括松香、油类、油脂、手汗及硅胶等。

表8 根据不同残余类型选择清洗工艺

表9 不同清洗阶段工艺参数设定

6.1 洁净度检测方法

电子工业中常见洁净度检测方法包括目测法（10～15 倍光学显微镜）、电导率法（溶剂提取物电阻系数测量法ROSE 或传导率测定法SEC，电阻率＞2×106Ω 时为干净）、表面绝缘电阻测量法（SIR）、离子色谱分析法（IC），红外和紫外光谱分析法等，除目测法外其余都用于离子残余物检测。对于非离子污染物，最常用为FTIR（傅立叶变换红外光谱法）、HPLC（高效液相色谱法）、螺旋式电子光谱法和UV/VIS 分光光度测定法。红外光谱分析法是一种重要的工具，可以对残留物进行定性和定量分析，并指出其来源。表10 为主要红外光谱阶段的有机污染物分类鉴定。其次，SEM+EDX 分析法和俄歇电子分析法也适合于辨别PCB 上的污染物和残留物，每一种都有其特定的优势。

6.2 洁净度标准规范

电子产品应用范围不同，对其洁净度的要求也不同，主要检测项目包括外观、电迁移、PCBA残留离子物总量、有机碳含量、残余颗粒物总量、残留分子量、表面绝缘电阻和干燥度。其中具体指标主要取自离子残余物含量、助焊剂残留物量和表面绝缘电阻。离子污染必须满足MIL-P-28809标准，表11 给出了染洁净度要求规范，可供生产参考[9]。表12 给出了助焊剂残余量要求规范。