一. 免清洗技术定义：

　 到底什么算“免清洗”：免清洗技术不是不清洗，它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。免清洗工艺是相对原先采用的传统清洗工艺而言的，是建立在保证原有品质要求的基础上简化工艺流程的一种先进技术。
　 免清洗焊接技术包括免清洗波峰焊技术和免洗回流焊技术。前者由传统波峰焊接发展而来，通过对设备、材料等方面的变革达到免清洗效果，主要解决装元器件和固化后贴装元器件的波峰焊接。而后者则是SMT装配中的重要工艺环节，通过材料选择和工艺控制来达到免清洗效果，主要解决贴装元器件的回流焊接。

二. 目前产品现状：

　 1）产品生产流程：产品采用清洗工艺的生产流程，即(如图1)

　 2）超声波清洗流程：

　 超声波清洗工艺清洗工艺流程如下：

　 被清洗的板卡浸入超声槽中，溶剂升温至沸点，启动超声波发生器，超声波发生器发出高频振荡信号（频率为25~100kHz），通过换能器将高频波转化为机械振荡，激励清洗剂，它会促使清洗剂产生许多小气泡，小气泡爆炸消失，再生成，循环不断，并产生瞬间高压，这种现象在超声波清洗中称为空化效应，这种空化效应具有很强的冲击力和扩散作用，有利于清洗剂渗透到SMD底层，清除底层的污染物，超声波作用后，再用溶剂喷淋冲刷污染物，最后干燥并取出板卡。如下图所示：

　 在超声波作用下，清洁效果好，但仅适用污染较严重的SMA。我们的产品所使用的焊接材料（包括锡膏，锡条，助焊剂，锡丝等）已全部采用的免清洗产品，超声清洗工序却长期存在。这不可避免的产生如下问题。

三. 使用清洗工艺产生的问题：

　 1）生产过程中产品清洗后排出的废水，带来水质、大地以至动植物的污染。 除了水清洗外，特别是我公司产品是应用含有氯氟氢的有机溶剂(三氯乙烷)作清洗，亦对空气、大气层进行污染、破坏。为保护臭氧层，国际社会于1987年制定了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》（以下简称《议定书》）。我国于1991年6月加入了《议定书》（伦敦修正案）。按照《议定书》的规定，我国应自1999年开始逐渐削减并最终完全停止消耗臭氧层物质的生产和使用。1999年，国务院批准的《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案（修订案）》规定了相关行业消耗臭氧层物质的淘汰计划和淘汰目标，并确定了采用行业整体淘汰的方式。根据《中国清洗行业消耗臭氧层物质整体淘汰计划》，我国在2006年1月1日前不再使用三氟三氯乙烷（CFC-113）作为清洗剂。

　 2）增加清洗工序操作及机器保养成本。从我公司的生产流程上可以明显看出清洗工艺与免清洗工艺相比至少可增加一个超声波清洗工序和一个手工清洗工序还有若干个人工手焊工位。这其中还没有包括清洗剂及清洗设备的费用以及清洗设备所占的厂房空间和人工。另外一个不容忽视的成本是机器保养和手工焊接的人工成本，这是长期存在的，而且随着机器的使用期限越长，保养成本也会相应增加，直到设备报废重新购买。

　 3）增加板卡(PCBA)在移动与清洗过程中造成的伤害。这些清洗工序和手工焊接工序不仅增加清洗工序操作及机器保养成本。更重要的是增加了板卡在移动或清洗过程中的运转不慎或非法撞击带来的机械损伤。由于这些工序属于人工操作，存在不可控制性，板卡上的静电敏感器件极易被静电损伤，并且产品质量很难保证。有些元件不能够承受手工焊接所使用的350℃高温，被严重烫伤，直到测试或整机验证时才发现。有些需要手工补焊的元件作业不良漏上或焊接失效。造成质量事故和返工成本，严重时会影响产品交期和客户满意度，对迈瑞品牌产生负面影响。

　 4）有部分元件不能够清洗。目前业界随着电子产品制造业的利润近乎肉搏战，各个企业为压缩生产成本，纷纷采用免清洗技术。致使绝大多数原材料供应商的产品设计时只是考虑免清洗制程，我们的产品在选用这些没有明确标明可以使用超声波清洗的元器件时，不可避免的产生一些问题。由于超声波具有一定的穿透能力，超声波的高频振荡波透过封装材料进入器件内部而造成晶体管或IC内部芯片焊点破坏。信息产业部指出，超声清洗对弹性触点元件（如微动开关/继电器等）损坏极大，损坏率高达30%.导致我公司的产品在使用超声波清洗过程中频频出现本体破损、字迹模糊、超声振坏、结构松动等不良现象。这些问题轻则全部返工，重新手工焊接换上良品后手工清洗，使昂贵的板卡再经受一次加热过程，增加制造成本并且缩短产品寿命。重则全部报废，损失更惨重。目前国外超声波清洗主要用于民用电子产品中SMA清洗，对于军用及生命保障类的产品仍以不使用为宜。

　 5）具有清洗设备的外协厂日益减少，使用清洗工艺会造成受制于外协加工厂的局面。在免清洗技术占据加工业的主流地位后，出于成本考虑，PCBA加工厂自然不会再将昂贵的清洗设备闲置在生产线上。由于我们的产品需要进行超声波清洗工艺，在选择外协加工厂时，有没有清洗设备自然是评估的第一要素。导致我们所能够选择的厂商数量大幅减少，只能在为数不多的几家具备清洗能力的外协厂中做出选择。这些厂家由于竞争对手少，压力小，品质及交期意识不可能强，这也是制约我们公司PCBA测试直通率一直不能有较大提高的一个重要因素。

四 免清洗效果和产品可靠性的评价

　 1) 免清洗效果检测标准：免清洗技术替代了原有的清洗技术。那么什么样的产品才是合格的免清洗产品呢？首先我们要了解板卡清洗后的检测标准，为了检测SMA清洗后的效果，需对清洗后的板卡进行测试，目前常以美国军用Mil-P-28809标准为依据对板卡品质进行评估。Mil-P-28809标准中含有两个测试项目：一是离子污染检测，它是板卡被测试仪中的萃取液反复清洗后，测试其萃取液中的离子浓度，依此表征板卡表面清洁度，单位为μg（NaCl）/cm2。Mil-P-28809中规定，SMA清洗后其溶剂中的污染物折算成μg（NaCl）/cm2必须小于2.3μg（NaCl）/cm2。另一测试方法是用清洗液的电阻率值来检测，待清洗液中的污染物浓度稳定后，再以电阻计测其电阻率值，其电阻率值应大于2x106 欧姆。方能说明板卡中污染物含量已符合接受要求。
　 目前国内有关清洁度的标准是1993年中国电子学生产技术学会装联专委会在云南昆明召开“电子工业清洗技术专题学术研讨会”上制定的，会上参考美军标准Mil-P-28809的内容，提出了一个有关电子产品清洁度的等级分类及清洁度标准。

不同电子产品的清洁度要求

2）免清洗锡膏、免清洗助焊剂、与清洗后标准比较：

　 从以上数据表明，免清洗后的板卡已完全能够达到清洗后的效果。从焊接质量考虑，关键是可焊性好，焊后残留极少，并具有较高的SIR（表面绝缘电阻）值，它们反映了焊点的质量、PCB的洁净度和电气性能，同时也能反映出产品的长期稳定性。所用的活性剂在焊接条件下能升华、挥发或分解，在焊接后表面干净，不留任何有损PCB和元器件的物质。尽管产品已全部采用免清洗焊接材料，为保证产品达到使用超声波清洗后的效果，必须进行?SIR?Test（表面绝缘电阻测试）可靠性测试等一系列测试，

　 3）免清洗验证测试方案（略）。

五 导入免清洗工艺需要开展的工作

　 1）关键材料的选择：主要包括免清洗助焊剂和焊膏，分别使用在波峰焊和回流焊工序，选择重点在于“三个确保”。即：确保焊接产出的能力；确保在极端状况下，残留物对产品可靠性没有影响；确保不影响产品的美观和不对自动测试控针造成污染。

　 2）免清洗工艺制定：（略）

　 3）相关测试：为确保免清洗后能够符合各项标准，需制作试验板卡进行使用免清洗后的板卡与清洗后的板卡离子浓度及表面绝缘电阻比较测试：需要借助梳形电路板及其他工具进行严格测试。必要时送样给专业测试机构认证。