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Water-based cleaning agent

水基清洗剂

水基清洗剂的全面介绍

一、 水基清洗剂的看法与配景

  (一)看法:

          水基清洗剂是一种清洗媒介 ,是以去离子水作为主溶剂 ,与外貌活性剂、助溶剂、添加剂等组合而成 ,借助于含有的外貌活性剂、乳化剂、渗透剂等的润湿、乳化、渗透、疏散、增溶等作用来实现对污染物的清洗 。凭据IPC-CH-65B CN《印制板及组件清洗指南》中的定位 ,水基清洗剂中去离子水不少于50% ,水基清洗剂是以纯水或者有机或者无机皂化剂对组件进行第一道清洗 ,然后以纯水冲洗掉(即漂洗)组件上的污水的一种制程 。

  (二)爆发配景:

     1.  日益严格的环保管控

     1988年9月签订了“蒙特利尔协定书”之后 ,中国从2010年全面停止氯氟烃(即CFC)和Halon两大类主要ODS(消耗臭氧层物质)的生产和使用 。水基清洗剂获得迅速生长 ,甚至成为取代CFC质料的前沿性选择 。

     2010年 ,ROHS 2.0版本更新 REACH规则管控物质不绝递增 。 《蒙特利尔条约》、ROHS规则、REACH、SS-00259等相关环保规则连续更新 ,管控的物质越来越多 。

     2.  宁静需求

     生产宁静需求:古板的溶剂型清洗剂 ,保存易燃易爆隐患 ,即即是使用高闪点的环保清洗 ,也无法彻底消除 。

     职工健康问题:古板的溶剂型清洗剂是一种挥发性强 ,有毒的清洗剂 ,会给现场作业职工造成身体健康隐患 。

     废气废液排放问题:废气废液造成的空气和地表污染禁止忽视 。

     3.  组装结构的庞大化和本钱控制

     1)    禁用和限用的质料管控日趋严厉 ,造成原质料选择规模变窄

     2)    无铅化技术的导入 ,工艺难度加大

     3)    元器件逐渐变得微型化、精密化 ,元器件贴装和结构泛起高密度化

     4)    电子组装的可靠性更关注元器件的微型化、更细间距和导线间的电磁引力 ,和污染有关的工艺历程增大了元器件失效的潜在可能 。

     4.  相较于古板溶剂型清洗剂 ,水基清洗剂具有以下优点:

     1)    宁静无易燃易爆隐患

     2)    环保无毒 ,废气废液满足排放管控要求 ,不破坏情况 ,没有污染

     3)    使用寿命长 ,清洗负载力强

     4)    清洗剂可以降解

     5)    满足国际环保规范与标准:如ROHS、HF、REACH、SONY00259 。


     二、水基清洗技术剖析 

      1.  复合相变技术

     依靠差别液体之间的相变 ,在外力作用下爆发强大“抓”力 ,“抓”去工件上的污物 ,污物和复合相因子(活性身分)会自然疏散 ,污物被转移并释放到水相中 ,因此活性身分依然坚持新鲜活力 ,从而可以进行循环再清洗


水基清洗技术复合相变


     2.  水基乳化清洗技术

     这种清洗技术在水中以乳液的形式使用完全非可混有机溶剂 ,溶剂乳液能够消除松香和其他非极性质料 ,水基部分能有溶解水溶性残留物 。在这个历程中 ,所用控制量的有机溶剂与洗涤室的水混淆 ,在洗涤槽里溶剂液滴很好的疏散在水中形成“乳状液” ,最后被喷到待清洁的部件上 。洗涤循环历程中 ,已喷射的溶剂/水的混淆物流回洗涤槽连续被乳化

     3.水基乳化清洗技术机理图:

水基乳化清洗技术机理图


  三、水基清洗剂机理剖析

  在消除极性质料方面 ,水是一种比有机清洗剂更好的液体 ,但关于大大都非离子质料 ,如松香、树脂及在许多助焊剂类型中发明的合成聚合物等 ,水不是好的清洁介质 ,因此需要针对性的添加溶剂、催化剂、功效性添加剂等 。

  水基清洗剂是借助含有外貌活性剂、乳化剂、渗透剂等的润湿、乳化、渗透、疏散、增溶等作用来实现清洗的一种清洗媒介 。


     四、水基清洗剂分类介绍 

     水基清洗剂凭据清洗偏向 ,可以分为:中性水基清洗剂、碱性水基清洗剂 。

     1.中性水基清洗剂:其机制差别于古板的、在碱性清洗剂中很常见的酸碱反应 ,它更依靠如鳌合能力和溶解能力完成清洗 。中性水基清洗剂配方为敏感质料和贵金属提供更广泛的工艺窗口 。PH中性配方可改善废水治理系统 。在电子组装制造工艺中 ,中性水基清洗剂主要应用于SMT焊前清洗 。

     2.碱性水基清洗剂:早期的碱性水基清洗剂 ,是以皂化剂清洁有效去除RMA和OA脏污而闻名 ,所以原有的技术被定格为“皂化清洁” 。它们体现出很是短的寿命、高PH值和对焊接制品的腐化 。现在的水基清洗剂做了很大的立异和革新 ,新质料和清洗技术的立异解决了老皂化清洁的难题 ,立异趋向于以下几个要害问题:

  1. 延长清洗槽寿命

  2. 与焊料以及其他组成质料有更好的兼容性

  3. 随焊料和助焊剂技术的不绝革新 ,体现出良好的性能:免清洗、无铅、无卤

  4. 降低使用本钱


     五、水基清洗剂主要应用领域概述

     1.配景:从二十世纪五十年代业界就开始使用水基清洗电子/电气部件和组件 。在清洗媒介、工艺技术/条件和应用设备方面的革新优化结合给清洗家族带来了许多可供选择的要领 ,而之前这些清洗历程是接纳ODCs或者其他溶剂及“非化学”历程来完成的 。现在 ,应用需要带来助焊剂技术的革新 。由于免清洗焊剂和无铅焊接使用的助焊剂具有更庞大的身分 ,通常也会爆发更难清洗的焊剂残留物 。市场向潜在用户提供了许多差别的清洗剂配方的选择 ,这些清洗剂关于清除大规模集成电路技术使用的许多焊接质料都是很是有效的 。

     2.历史:1988年9月签订了《蒙特利尔协定书》之后 ,水基清洗剂(有机和无机的)获得迅速生长 ,甚至成为取代氟氯化碳(CFC)质料的前沿性选择 。用水而不是溶剂来清洗组件为清洗场合、工人宁静及情况方面都带来了优势 。

     自从1988年 ,不但水基化学生长了 。并且助焊剂和部件的几何结构都有巨大的革新 。今天这些先进的封装使得清洁领域面临许多挑战 。水基清洗剂通常的用法 ,是有效地去除元器件下方的小于10mil的残留 ,较好控制去焊剂工艺 ,经?萍既コ∮2mil的残留 。组件是由数以百计的微电子器件组成 ,器件间的间隙很小 。不管是有铅照旧无铅 ,助焊剂配方的演变受到几何形状的挑战 ,要求越发注重清洁历程 。现在助焊剂残留物在提高印刷和焊接工艺的同时 ,如果残留下来 ,它们往往会越举事以清除 ,并能引起可靠性问题 。

     随着臭氧消耗异常 ,情况问题和工人宁静问题 ,历来没有像今天被完全理解或者规管 ;臃⑿杂谢矸郑╒OCs)规则 ,例如在加利福尼亚州和新泽西州就是一个关注的焦点 。清洗剂制造商不但要面临清洗的挑战 ,并且另有与控制废气废水治理相关的情况问题 。虽然在已往的几十年电子行业的清洗需求继续变得更具挑战性和庞大性 ,然而现代清洗技术乐成地满足了工艺清洗需求 。清洗剂供应商继续研究、实验和开发新的清洗剂设计 。我们也看到了在清洗设备的功效方面的重大革新 。在这个时间点 ,对废物处理和密切循环技术是相当好理解的 。自1988年以来 ,现有的水基清洗剂乐成地清楚了广泛的残留物 。

     3.水基清洗技术:电子组装水基清洗质料旨在消除一系列助焊剂的技术 ,包括有机酸、松香、树脂和来自混淆技术电路板结构聚合物 。水基工程清洗剂的设计挑战是制定一个质料矩阵 ,能够协同去除离子和非离子型污染物 。助焊剂配方凭据其具体的设计标准有很大的差别 ;谡飧鲈 ,种种清洗剂需要被用来更好地“匹配”其中某一种或者其他助焊剂 ,尤其是那些新的和前沿的助焊剂质料 。为了应对这一挑战 ,作为通用溶剂的水与差别质料结合来清洁多种类的脏污 。第二个挑战 ,是水基清洗剂需要与产品硬件相兼容 。最后一个挑战是围绕种种清洗设备做水清洗剂的设计 。为了实现类水基清洗剂最佳 ,将溶解、活化、润湿、腐化和泡沫控制 ,如同积木艺术一样开始熟练组合使用 ,最终结果爆发最具挑战性的电子组件和先进的封装的清洁质料 。

     4.局限:与任何其他技术一样 ,水的清洁有它的局限性和特殊性 ,选择清洗要领之前必须了解这一点 。关于即将使用这项技术的用户也必须清楚 ,没有通用的清洗要领 。但水清洗是能够解决广泛的电子组装和目今的行业需求所要求的的预先包装清洁要求的部分 。

     5.水基清洗剂主要应用清洗领域包括:

1.   去除松香、树脂和免清洗焊接后的助焊剂残留;

2.   去除焊接后水溶性有机酸助焊剂;

3.   涂覆、粘结、密封之前的精细清洗

4.   清洁丝网、模板、焊接设备控制板和其他应用工具 。


     六、水基清洗剂在电子制造业的应用生长

   (一)电子清洗剂的生长趋势:

     1.溶剂清洗剂 ,又名溶剂型清洁剂或溶剂脱脂剂 ,它的作用机理 ,是用液体去溶解污染物 ,使得污染物溶解在液体中 。它可以是简单溶剂 ,或者多种溶剂的组合 ,又或者溶剂和种种助剂的配合混淆物 。

溶剂型清洗剂通过溶解污染物抵达清洁物件外貌的效果 ,具有清洁力强和速度快 ,无需漂洗和干燥 ,减少了事情时间 。

     早期古板的清洗工艺一般使用含氟利昂(CFC-113)的ODS(消耗臭氧层物质)清洗剂 ,该类清洗剂具有化学稳定性好、毒性大、不燃烧、外貌张力小、不损伤被清洗质料以及能坚持较强的渗透性和快干等优点 。但ODS类清洗剂对臭氧层具有极强的破坏力 ,且ODS的GWP(温室效应潜能值)是CO2的几百甚至几千倍 ,严重危害人类的生态情况 。也是种种国际规则限期生产和使用的物质 。

     后期海内外也开发出短期的替代品 ,如氢氯氟烃、三氯乙烯等卤代溶剂 ,这类物质同样能够破坏臭氧层 ,现已有许多用户拒绝使用ODS类清洗物质 。

     近年许多商家用环保类的有机溶剂作为ODS类清洗剂的代用品 ,但这类物质接纳醇醚类酯类作为主要溶剂 ,具有闪点低、易燃、易爆 ,同时有些还含有VOCS等毒性物质 ,不但保存很大的宁静隐患 ,且对人体职业健康有一定危害 。

     溶剂型清洗剂含有的挥发性有机污染物带来的负面影响越来越成为人类社会关注的重点 。废气排放、污水排放等给情况造成了极重的担负 。易燃易爆的特性给生产场合埋下了宁静隐患 ,其中隐含的有毒性添加物则影响职工身体健康 ,这些都成为使用方不得不关切的 ,进一步考虑使用其他清洗剂进行更换 ,以确保生产宁静和降低情况污染 ,以及职工职业健康包管 。

     社会、情况与人类的和谐可连续生长是永恒的主题 ,随着社会生产力的不绝进步 ,制造业向高端智能制造迈进 ,切合产品精密化、高质量、高可靠性要求以及满足政府与客户的宁静需求、情况环保绿化经济需求、切合日益严格的环保规范管控标准、现场作业人员身体健康、事情场合的情况宁静、废气废液排放管控要求 ,提高生产效率、提升产品质量、降低企业综合经济本钱 。越发环保的清洗剂—水基清洗的应用势必成为一种的趋势 。

     2.水基清洗剂应用行业:

     所以在有高度清洁要求的行业 ,诸如工业制造业、自动化智能机械、精密仪器制造业、航天航空、军工、电子半导体、汽车电子、消费类电子、通讯基站、医疗器械、高铁轨道等等 ,高效、高规格、宁静环保的水基清洗剂是最理想的选择 。

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