中性水基清洗劑在新能源汽車FPC電路板的應用工藝淺析【原創】

中性水基清洗劑在新能源汽車FPC電路板的應用工藝淺析【原創】

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一、背景：

氣候變化是人類面臨的全球性問題，隨著各國二氧化碳排放，溫室氣體猛增，對生命系統形成威脅。在這一背景下，世界各國以全球協約的方式減排溫室氣體，我國由此提出碳達峰和碳中和目標。我國二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值，力爭2060年前實現碳中和。

作為碳減排的重要領域，交通運輸行業向新能源轉型是大勢所趨，減排將主要依靠汽車等交通工具電動化率的提升，隨著全社會的清潔能源發展趨勢日漸明朗，新能源車和儲能行業將迎來廣闊的發展空間。

（圖片來源于網絡）

二、新能源汽車FPC主要應用領域：

動力電池、電驅、電控三大系統為新能源汽車的核心部件，新能源汽車作為汽車行業未來發展的主線路，車用FPC取代線束成為趨勢，在車體諸多方面都會用到FPC。隨著傳感器技術應用的增加和互聯網對汽車的逐步滲透，汽車的電子化趨勢越來越明顯，汽車電子占整車成本的比重也不斷攀升。FPC在整車的用量占比中也會得到明顯的提升，預計單車FPC用量將超過100片以上。

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三、新能源汽車FPC清洗重要性：

確保器件安全可靠性即安全穩定運行，是儲能電池核心要求。FPC采集線是新能源汽車BMS 系統所需配備的重要部件，對儲能電池運行狀態的監控和信息傳輸同樣是非常重要的環節。

在FPC器件生產制程中，為了保證FPC的高可靠性、電器性能穩定性和使用的壽命，提升外觀質量及成品率，避免污染物污染及因此產生的電遷移，電化學腐蝕而造成電路失效。對SMT表面焊接殘留物等清洗顯得尤為重要,需要對FPC焊接工藝后的錫膏殘留、助焊劑殘留、油污、灰塵、焊盤氧化層、手印、有機污染物及Particle等進行清洗。

 四、新能源汽車FPC中性水基清洗應用“”

    4.1、水基清洗工藝設計評估：

為實現一個高良率的清洗工藝，許多因素影響著清洗工藝窗口：基板，污染物，可用的清洗技術，清洗設備，和環境因素。從清洗角度，清洗力主要包含清洗劑化學力及機械力，即所用設備工藝方式、參數等組合。

關于清洗劑的選擇標準通常包括：清洗設備，制程需求，材料兼容性，環境，成本，溶劑槽壽命，氣味以及技術支持。以下幾點可供參考：

A.   水基清洗劑去除污染物的效果如何？

B.   在制程中，需要多高的清洗濃度來清除助焊劑殘留物？

C.   在制程中，需要多高的清洗溫度來清除助焊劑殘留物？

D.   清洗劑的濃度水平是多少？（推薦的濃度范圍）

E.   可能的助焊劑污染物負載量是多少？

F.   清洗劑起泡嗎？

G.   污染物負載量對材料的影響是什么？（清洗劑材料及器件材料）

H.   材料的兼容性如何？如： 金屬的的合金- 層壓板- 塑料- 合成橡膠- 涂料- 元件- 零件標識，標簽以及墨水等

4.2、合明科技W3210中性水基清洗劑在FPC應用：

4.2.1、中性水基清洗劑W3210產品簡介

W3210中性水基清洗劑 是合明科技開發具有創新型的 PH 中性配方的焊后殘留水基清洗劑。適用于清洗不同類型的電子組裝件上的焊劑、錫膏殘留，包括 SIP、WLP 等封裝形式的半導體器件焊劑殘留。由于其 PH 中性，對敏感金屬和聚合物材料有絕佳的材料兼容性。本品適用于超聲波清洗和噴淋清洗等清洗工藝，產品為濃縮液，清洗時可根據殘留物的清洗難易程度，用去離子水稀釋后再進行使用，稀釋液的濃度控制在 15-25%。

4.2.2、W3210中性水基清洗劑產品優點

PH 值呈中性，對鋁、銅、鎳、塑料、標簽，高鉛合金等敏感材料上顯示出絕佳的材料兼容性。

用去離子水按一定比例稀釋后不易起泡，可適用于批量超聲、在線噴淋工藝。

不含鹵素，材料環保；氣味清淡，使用液無閃點，使用安全，不需要額外的防爆措施。

由于 PH 中性，減輕污水處理難度。

配方中不含鹵素，材料滿足 RoHS 和 REACH 環保規范。

4.2.3、W3210中性水基清洗劑 在超聲波和噴淋清洗工藝的具體應用及相關的注意事項

水基工藝分為三大步：第一步清洗，可以1槽或多槽；第二步漂洗，可以1槽或多槽；第三步：干燥，可以在線或離線干燥。

在清洗過程中，因清洗對象的結構特性，清洗工序中有單槽清洗和多槽清洗兩種。多槽清洗分工相對精細，能達到更好的清洗效果。W3210 最佳清洗溫度建議控制在 45～60℃。清洗溫度越高，清洗劑的清洗力會越強，但溫度過高會對清洗工件產生負面影響。應根據清洗件的實際情況選取最佳溫度。

對于水基清洗工藝，漂洗工序必不可少，而且多槽漂洗更能保障清洗件的高品質要求。一般采用去離子水漂洗。漂洗溫度控制在 45～60℃。

漂洗完成后先對清洗組裝件風切干燥，然后采用熱風烘干的方式進行徹底干燥，烘干溫度應控制在80～120℃，時間建議不少于 20min，干燥時間可根據組裝件的結構特性及熱風溫度進行調整。

清洗完成后對干凈度的檢測，可通過目測、顯微鏡、達因筆等進行檢測判斷。通過以上工藝，W3210清洗后綜合良率在同類國內外清洗劑中指數最高。

針對電子制程精密焊后清洗的不同要求，合明科技在水基清洗方面有比較豐富的經驗，對于有著低表面張力、低離子殘留、配合不同清洗工藝使用的情況，自主開發了較為完整的水基系列產品，精細化對應涵蓋從半導體封裝到PCBA組件終端，包括有水基清洗劑和半水基清洗劑，堿性水基清洗劑和中性水基清洗劑等。具體表現在，在同等的清洗力的情況下，合明科技的兼容性較佳，兼容的材料更為廣泛；在同等的兼容性下，合明科技的清洗劑清洗的錫膏種類更多（測試過的錫膏品種有ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO等品牌；測試過的焊料合金包括SAC305、SAC307、6337、925等不同成分），清洗速度更快，離子殘留低、干凈度更好。

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