本科生畢業(yè)設計(論文)文獻綜述設計 (論文)題目基于在線式PCB清洗機機械結(jié)構(gòu)管線路設計作者所在系別機電工程學院作者所在專業(yè)機械設計制造及其自動化作者所在班級作 者 姓 名作 者 學 號指導教師姓名指導教師職稱完 成 時 間說 明1．根據(jù)學校《畢業(yè)設計(論文)工作暫行規(guī)定》，學生必須撰寫畢業(yè)設計(論文)文獻綜述文獻綜述作為畢業(yè)設計(論文)答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一2．文獻綜述應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計(論文)工作前期內(nèi)完成，由指導教師簽署意見并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查3．文獻綜述各項內(nèi)容要實事求是，文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱4．學生撰寫文獻綜述，閱讀的主要參考文獻應在10篇以上（土建類專業(yè)文獻篇數(shù)可酌減），其中外文資料應占一定比例本學科的基礎和專業(yè)課教材一般不應列為參考資料5．文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設計(論文)撰寫規(guī)范的要求，字數(shù)在2000字左右文獻綜述應與開題報告同時提交畢 業(yè) 設 計（論 文）文 獻 綜 述基于在線式PCB清洗機機械結(jié)構(gòu)管線路設計摘 要：清洗是PCB組裝中的一道重要工序，它對電子產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性起著極為重要的作用。

對于高性能電子產(chǎn)品，不論是通孔插裝還是表面組裝，在回流焊、波峰焊或浸焊后，基板及其組件都需要進行嚴格有效的清洗，以去除助焊劑殘留物和各種污染物特別是對于表面組裝工藝，由于助焊劑可進入表面組裝元器件和基板之間的微小空隙中，從而使清洗顯得更為困難也更顯重要主要介紹了PCB組件電裝生產(chǎn)中清洗的必要 性和常見的清洗方法，概述PCB半水清洗機的試驗及設計與應用關(guān)鍵詞：焊接工藝；殘留物；清洗工藝；半水清洗Abstract: Cleaning is an important process during PCB assembly, and it impacts the quality and reliability of electronic products. Strict and effective cleaning for base board and component of high performance electronic product must be done to remove flux residue and pollutant after reflow soldering, wave soldering or dip soldering, no matter whether it is assembled by through hole or surface mounted technology, especially during surface mounted assembly, flux may get into the tiny gaps between the components and base board, which makes the cleaning even more challenging and crucial. The necessity of cleaning and some common cleaning methods in the PCB assembly production are introduced. The experiment and application of PCB semi aqueous cleaning are discussed.Key words: Soldering technology; Residue; Cleaning technology; Semi aqueous cleaning 1 產(chǎn)品清洗的必要性及概述 1.1 一般產(chǎn)品清洗的必要性經(jīng)過焊接后的PCB會有助焊劑殘留，這是焊接過程中不可避免的，殘留在PCB上的助焊劑隨著時間的推移會逐漸粉化，同時隨著環(huán)境中的濕度、灰塵油 煙、靜電及各種有害氣體的侵蝕，粉化的助焊劑會不斷吸收這些雜質(zhì)。

對精密電路而言，由于污穢中鹽分或酸堿及其氣體和潮氣或水分結(jié)合形成電解質(zhì) 溶液，加之碳漬或不活潑金屬的存在充當原電池反應的陰極和陽極，使電路表面發(fā)生原電池反應，造成電化學腐蝕、漏電、短路和電遷移等；而干燥的灰塵也使觸點接觸不良而放電，以及造成散熱不良和引發(fā)火災事故；酸堿及其氣體也直接通過氧化還 原腐蝕電路；靜電不同程度累積造成元件的軟擊穿和硬擊穿因此電子產(chǎn)品裝焊后的清洗效果直接關(guān)系到該產(chǎn)品的電氣性能、工作壽命和可靠性清洗也是高可靠性電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工序另外選擇何種清洗方式，更是一項十分重要而技術(shù)性很強的工作，也直接影響到電子產(chǎn)品的工作壽命和可靠性，也關(guān)系到環(huán)境的污染和人類健康[1] 1.2 “免清洗”技術(shù)的概念從廣義上來說，免清洗技術(shù)是指印制板在焊接后不需采用任何溶劑清洗，而直接進入后道組裝和測試工序的技術(shù)從這個定義出發(fā)，對同一種助焊 劑而言，當它應用在不同檔次的產(chǎn)品生產(chǎn)時，它可以被認為是免清洗助焊劑，也可能被定義為需要清 洗的助焊劑例如在消費性電子產(chǎn)品的生產(chǎn)中，即使使用普通的松香型助焊劑，PCB在焊接以后，雖然板上留有明顯的助焊劑殘渣，但卻不需要清洗，其產(chǎn) 品的可靠性也是有目共睹的，因此，在討論免清洗技 術(shù)時，應當把特定的產(chǎn)品對象與工藝方法同時做出規(guī) 定，因而我們對免清洗技術(shù)提出一個狹義的定義： “免清洗技術(shù)，是指在高可靠性電子產(chǎn)品和耐用電子 產(chǎn)品的生產(chǎn)中，印制板在焊接后不需采用任何溶劑清 洗，而直接進入后組裝和測試工序的技術(shù)。

這里，要搞清“免清洗”技術(shù)和“免清洗”工 藝的區(qū)別免清洗”工藝是在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中采 用的一種工藝條件，在滿足特定的“免清洗”工藝 條件后是不需要再進行產(chǎn)品清洗的而從上面講 述的“免清洗”技術(shù)的概念可以看出，引入“免清 洗”技術(shù)并不是完全不用清洗，而是要根據(jù)產(chǎn)品的 需求來決定需不需要清洗實際上，有一個常見的 錯誤概念就是使用了“免清洗”技術(shù)再不需要組件 的清洗了2 電子產(chǎn)品污染物的來源及其危害污染物是指任何使基板、元器件或組件的化學、物理和電性能降低的表面沉積物、雜質(zhì)、夾渣 以及被吸附物在PCA的組裝、組件安裝和表面貼裝過程中，焊劑的使用及焊接和生產(chǎn)環(huán)境等均會產(chǎn)生不同程度的污染物2.1 印制板和組件污染物的來源 2.1.1 元器件引線上的污染最常見的污染物是表面氧化層和手印形成表面氧化層的原因是元件的存放時間、環(huán)境和包裝等手印的主要成分是水、膚油和氯化鈉以及護手用品2.1.2 裝聯(lián)操作中的污染 在裝聯(lián)過程中，對不需要焊接的部位多采用膠帶、熱塑化合物等掩膜保護起來在高溫焊接作用下，膠帶粘結(jié)殘的會變成難以去除的污染物，而殘 留在組件表面上2.1.3 助焊劑的污染： 一般助焊劑的作用是活化焊接表面，但也會帶來一定腐蝕性的污染物，目前常用的松香型助焊劑及無機溶劑中的囟貨物、氯化物或氫氧化物都可能變成有腐蝕性的污染物。

2.1.4 焊接過程中的污染：印制板組件在焊接過程中會產(chǎn)生各種各樣的污染，主要是印制板上微小的焊料球，焊料槽內(nèi)的浮渣、焊料中的金屬夾雜、防護油脂及其他污染物，波峰焊料中的防氧化油，其主要成分是動、植物 油、礦物油和石臘等，在波峰焊后防氧化油會沉積在印制板組件上而造成污染2.1.5 工作環(huán)境的污染 工作場地塵埃、水及溶劑的蒸汽、煙霧、微小顆粒有機物以及靜電引起的帶電粒子，加重了對電子產(chǎn)品的污染2.2 污染物的危害分析2.2.1 化學污染的危害化學污染會造成氧化腐蝕，發(fā)生化學反應，這種腐蝕會造成金屬機械強度下降，造成元件引線的 斷裂、印制線條斷裂、金屬化孔不良、可焊性下降 和焊點變暗等嚴重危害2.2.2 物理污染的危害： 物理污染主要指印制板組件外觀損壞，或由于濕氣的凝聚、吸收和吸附作用，形成離子化污染、 溶解進而活化潛在的污染危害，這種物理操作雖然 不會影響短期內(nèi)電路的工作性能，但會加速化學污染，帶來更嚴重的危害2.2.3 機械污染的危害 有些產(chǎn)品在生產(chǎn)、使用過程中受到振動或磨擦的影響，造成印制板表面與粘結(jié)界面的損傷與污 染，還會產(chǎn)生鍍層損傷及氧化物，造成金屬焊盤容 易脫落的危害2.2.4 光學污染的危害 在光敏電路中，常會遇到污染物的聚集、灰塵的沉降以及其他污染物的沉積，影響了光敏電路對 光的吸收或反射，造成電路信號的改變或終止，使靈敏度降低。

由于上述化學的、物理的、機械的和光學的污染，造成電路性能的危害，導致改變或終止電路的正常信號傳輸，出現(xiàn)電路中斷或電阻增加或局部發(fā)熱氧化，甚至電路短路當在較高溫度下和潮濕環(huán)境下，由于固體聚合物的分解，還會產(chǎn)生漏電流、介電常數(shù)及損耗系數(shù)的改變等不良現(xiàn)象，最終導致產(chǎn)品失效3 PCB板清洗的目的 通過清洗去除設備表面及元器件上的助焊劑、灰塵、纖維、金屬和非金屬及其氧化物碎屑、汗跡、指紋和油污等污垢，消除電路板漏電、電化學 腐蝕的根源，消除導致電路性能改變、退化和失效 的根源；有效消除靜電，防止電路軟擊穿及硬擊穿，保證設備正常工作以及避免重大惡性事故的發(fā)生；減少更換硬件（零件）的時間、數(shù)量和人力， 降低維護成本；防止設備老化，延長使用壽命，提高設備利用率（延長運行時間），增加運營收入，減少生產(chǎn)成本4 配置選項1）觸摸屏控制系統(tǒng) 主菜單 輸入/輸出監(jiān)控屏 壓力監(jiān)控屏 故障報警屏l 基于Windows的圖形化界面，功能強大l 編程界面密碼保護l 操作界面容易l 機器控制超出設置，具有觸摸屏顯示和聲音報警l 燈塔l 進板處具有光敏傳感器，自動感應控制開機和停機l 12” LCD觸摸屏2）裝料l 1個急停按鈕l 1個ESD接地插座l 12”長固定進板延伸3）預洗區(qū)(12’’長)l 一個噴淋模塊，帶有4個能夠快速分離的噴管（48個噴頭）[見圖1]l 電磁閥和流量表監(jiān)視和控制外供水實現(xiàn)預清洗隔離，預清洗后的外供水直接排放到下水道 或者 l 預清洗階段的供水直接從清洗模塊中的水箱及管道供水，變成長度48”的 循環(huán)清洗階段l 上、下噴管的噴淋壓力獨立控制l 噴淋壓力表緊臨上、下噴管的控制噴閥l 容易維護的過濾網(wǎng)[見圖2]l 內(nèi)部透明滑板蓋和外部耐溫觀察窗，便于清洗中實時觀察l 可移動的訪問端口，便于水箱的清潔l 噴淋后上、下氣刀隔離4）清洗區(qū)（36”長）l 4個13KW鎳鉻合金發(fā)熱體，位于前隔離壁，易于維護和保養(yǎng)l 過溫保護l 低液位保護l 帶液位控制，自動補液l 自動配液系統(tǒng)（選件），包括流量泵，自動按照濃度配比l 3個噴淋模塊，共12個能夠快速分離的噴管（144個噴頭）[見圖1]l 獨立的門閥噴淋壓力控制，分別控制上、下噴管的噴淋壓力l 噴淋壓力表緊臨上、下噴管的控制噴閥l 高性能7.5馬力不銹鋼離心泵l 不銹鋼耐高壓管路l 可移動的低損耗過濾篩，在泵的前端(60目，0.254mm)l 容易維護的過濾網(wǎng)[見圖2]l 可移動的訪問端口，便于水箱的清潔l 內(nèi)部透明滑板蓋和外部耐溫觀察窗，便于清洗中實時觀察l 獨立的。