大氣臭氧層破壞是當(dāng)今危害人類生存環(huán)境的重要問題之一。我國政府莊嚴(yán)承諾，按照國際公約逐步淘汰消耗臭氧層物質(zhì)（ODS）的生產(chǎn)和消費(fèi)，到2006年1月1日清洗行業(yè)全部停止使用CFC-113（氯氟化碳）和1.1.1-三氯乙烷（TCA），這是信息產(chǎn)業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)。
       大氣臭氧層被破壞是當(dāng)今危害人類生存環(huán)境的三大全球問題之一?！吨袊某粞鯇游镔|(zhì)逐步淘汰國家方案》已獲國務(wù)院批準(zhǔn)，我國政府莊嚴(yán)承諾，按照國際公約逐步淘汰ODS(消耗臭氧層物質(zhì))的生產(chǎn)和消費(fèi)，到2006年1月1日起清洗行業(yè)全部停止使用CFC-113(氯氟化碳)和1．1．1-三氯乙烷(TCA)，這是信息工業(yè)企業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)。根據(jù)聯(lián)合國“蒙特利爾”協(xié)議精神，20世紀(jì)80年代末90年代初工業(yè)發(fā)達(dá)國家先后研制開發(fā)了水洗技術(shù)、半水洗技術(shù)、非ODS有機(jī)溶劑清洗、免清洗技術(shù)等四種主要替代技術(shù)，并已廣泛應(yīng)用在電子清洗工藝中。
       在這些替代技術(shù)中，水洗和半水洗的設(shè)備投資大，占地面積大，耗電能大，耗水多，而且還要進(jìn)行水處理和廢水處理。如果廢水不經(jīng)處理直接排放，將造成新的污染源。而非ODS有機(jī)溶劑清洗，其溶劑本身成本高，存在揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)的污染和工作操作安全等問題，而且HCFC也只是一種過渡性替代物，已被列為2040年最終全部淘汰的清洗溶劑之一。而免清洗技術(shù)因具有簡化工藝流程，降低了生產(chǎn)成本(節(jié)省了水洗設(shè)備和清洗溶劑，而且減少了助焊劑的用量)，節(jié)省生產(chǎn)工時(shí)，縮短生產(chǎn)周期，對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)，受到各國的普遍重視。實(shí)踐證明，前三種清洗技術(shù)只是過渡時(shí)期的技術(shù)，從長遠(yuǎn)來看，應(yīng)首選免清洗技術(shù)，以達(dá)到最終不使用ODS的目的，對(duì)于替代ODS清洗來說是一步到位技術(shù)。免清洗技術(shù)在國內(nèi)外電子產(chǎn)品中已經(jīng)得到用戶的信賴，已成為公認(rèn)的當(dāng)今替代ODS清洗的有效途徑，將會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用，是今后發(fā)展的方向。
       免清洗技術(shù)是一個(gè)新概念、新技術(shù)，不同于不清洗。如果說當(dāng)人們認(rèn)識(shí)到清洗對(duì)提高電子產(chǎn)品質(zhì)量的重要性，由焊后不清洗發(fā)展到清洗是一次飛躍，那么，現(xiàn)再由清洗發(fā)展到免清洗將是一次新的飛躍，決不是倒退，更不能以降低產(chǎn)品質(zhì)量為代價(jià)。免清洗工藝是相對(duì)于傳統(tǒng)的清洗工藝而言，是建立在保證原有產(chǎn)品質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上簡化工藝流程的一種先進(jìn)技術(shù)，而決不是簡單地取消原來的清洗工藝的不清洗。免清洗技術(shù)應(yīng)用新材料和新工藝來達(dá)到以往焊后需要清洗才能達(dá)到的質(zhì)量要求，而不清洗只是適用于某些低檔消費(fèi)類電子產(chǎn)品，雖然省去了清洗工序，卻相對(duì)降低了產(chǎn)品的質(zhì)量。
       免清洗技術(shù)包括免清洗波峰焊技術(shù)和免清洗回流焊技術(shù)。前者由傳統(tǒng)波峰焊接發(fā)展而成，通過對(duì)原有的波峰焊設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造或更新波峰焊機(jī)，采用低固物含量，不含任何鹵化物，焊后僅有微量無腐蝕性殘留物，而且焊后表面絕緣電阻高的免清洗助焊劑，以達(dá)到免清洗效果，主要解決通孔插裝元器件和混裝聯(lián)技術(shù)中固化表面元器件的波峰焊接。后者是SMT裝配中的重要工藝環(huán)節(jié)，通過采用低固物含量，不合任何鹵化物、焊后僅有微量無腐蝕性殘留物。而且焊后絕緣電阻高的免清洗焊膏和工藝控制來達(dá)到免清洗效果，主要解決表面貼裝元器件的回流焊接。
       免清洗工藝的實(shí)現(xiàn)不僅依賴于免清洗助焊劑（焊膏），還依賴于焊接設(shè)備、元器件、PCB板、工藝流程和工藝參數(shù)、工藝環(huán)境、工藝管理等諸多因素。免清洗焊接技術(shù)是將材料、設(shè)備、工藝環(huán)境和人力因素結(jié)合在一起的綜合性技術(shù)，是一個(gè)系統(tǒng)工程，其核心內(nèi)容有：選擇合適的免清洗助焊劑(焊膏)、選擇恰當(dāng)?shù)耐糠蠊に嚰捌浜附釉O(shè)備、選擇合適的工藝參數(shù)、配以適當(dāng)?shù)墓に嚋?zhǔn)備和工藝管理、應(yīng)選用免清洗焊錫絲與之配套等。

選擇合適的免清洗助焊劑（焊膏）

        免清洗焊接材料的核心是免清洗助焊劑(焊膏)。隨著免清洗技術(shù)的發(fā)展，低固物含量、無鹵化物、無松香或有機(jī)合成樹脂的免清洗助焊劑(焊膏)已經(jīng)商品化，并且國內(nèi)市場上銷售的品牌和種類越來越多，因此，如何根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求和企業(yè)現(xiàn)有的設(shè)備狀況選擇合適的免清洗助焊劑(焊膏)是成功應(yīng)用免清洗技術(shù)的關(guān)鍵因素之一。應(yīng)該首選經(jīng)電子工業(yè)材料質(zhì)量監(jiān)督檢測中心(天津電子46所)按免清洗類助焊劑(焊膏)技術(shù)條件檢測合格的產(chǎn)品，可以多選幾種進(jìn)行焊接質(zhì)量對(duì)比實(shí)驗(yàn)，擇優(yōu)選取性能價(jià)格比好、供貨及時(shí)、質(zhì)量穩(wěn)定、售后服務(wù)好的生產(chǎn)企業(yè)作為合格供應(yīng)商。另外，要注意助焊劑的貯存期，以保證免清洗助焊劑(焊膏)的效能。

選擇恰當(dāng)?shù)耐糠蠊に嚰捌浜附釉O(shè)備

        采用免清洗助焊劑后，助焊劑的涂敷就變得十分重要，這將會(huì)直接影響到焊后質(zhì)量。實(shí)踐證明以下兩種助焊劑涂敷方式在免清洗工藝中都是成功的。

發(fā)泡式

        目前眾多的生產(chǎn)企業(yè)使用的波峰焊機(jī)裝有發(fā)泡式涂敷助焊劑裝置。這些設(shè)備只要清洗干凈，對(duì)發(fā)泡裝置不加改造或稍加改造即可用于免清洗工藝，投資少。采用發(fā)泡工藝的缺點(diǎn)是助焊劑的用量不易控制，涂敷不均勻，在PCB板上有殘留助焊劑，給免清洗工藝帶來明顯的影響。更換孔徑細(xì)密的發(fā)注管，使發(fā)泡細(xì)密，調(diào)節(jié)發(fā)泡高度為不超過PCB板厚度的1／3，使泡沫正好沾著PCB板底部，不翻上PCB板頂部，涂敷均勻，則能使焊劑殘留減至最少，又能獲得較好的焊接效果。另外，發(fā)泡式裝置是開啟式的，助焊劑中溶劑極易揮發(fā)，需定時(shí)測量助焊劑的密度，添加稀釋劑來調(diào)整其密度，以保證達(dá)到最佳焊接效果。同時(shí)因吸收空氣中水分和落人灰塵等雜質(zhì)極易使助焊劑變質(zhì)，使用一段時(shí)間后需要更換助焊劑，造成一定的浪費(fèi)。

噴霧式 

        通過噴霧裝置將霧狀的助焊劑送到PCB板焊接面上，其霧化程度，噴霧寬度、噴霧量、預(yù)熱溫度等均可調(diào)節(jié)，這種涂敷工藝，涂敷很均勻，而且可以節(jié)約助焊劑(比發(fā)泡式可以節(jié)省50-65%)，焊后板面相當(dāng)干凈，也不需要像發(fā)泡式那樣定期更換助焊劑或添加稀釋劑。助焊劑是完全封閉在加壓的容器中，不必考慮溶劑的揮發(fā)和吸收大氣中的水分，這樣助焊劑成分不變，一次加入后可以直到用完為止。使用噴霧涂敷工藝，需要具有良好的通風(fēng)裝置，將揮發(fā)的易燃的溶劑蒸氣排除出去。噴霧式涂敷助焊劑的優(yōu)點(diǎn)是顯著的，是實(shí)現(xiàn)免清洗工藝最佳涂敷方式，是今后涂敷助焊劑工藝的主流。對(duì)于老式的發(fā)泡式波峰焊接機(jī)，可以拆除發(fā)泡裝置改裝噴霧裝置來實(shí)現(xiàn)噴霧涂敷助焊劑工藝，但是如果設(shè)備已經(jīng)陳舊，到了需要更新的階段，這種辦法是不可取的，也不經(jīng)濟(jì)，不如直接更新改造，購置一臺(tái)帶噴霧裝置的新式波峰焊接機(jī)更好。

        除上述二種助焊劑涂敷方式外，國內(nèi)尚有浸涂或刷涂的方式涂敷助焊劑，這種方式很難控制助焊劑的涂敷量，極易造成因涂敷助焊劑過多而造成焊后殘留物多，影響PCB板的表觀質(zhì)量。因此需要經(jīng)過工藝試驗(yàn)，包括適當(dāng)增加稀釋劑用量來減少焊后的殘留物。

選擇合適的工藝參數(shù)

        焊接工藝參數(shù)主要有：助焊劑活性(PH值)、預(yù)熱溫度、波峰焊接溫度、助焊劑的發(fā)泡高度(或噴物量)、釬料的波峰高度(H)及壓錫深度、牽引角、傳動(dòng)速度和焊接時(shí)間、釬料槽中的合金成分等，這些都是保證焊接質(zhì)量的諸多因素。采用免清洗助焊劑，調(diào)正好波峰焊接設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)顯得尤為重要，預(yù)熱溫度是達(dá)到其成功運(yùn)作效果的重要環(huán)節(jié)。免清洗助焊劑是一種低固含量的助焊劑，其活性較松香助焊劑弱，在焊接過程中，隨著預(yù)熱溫度的升高，助焊劑逐漸開始激活，當(dāng)達(dá)到預(yù)熱溫度時(shí)，活性物質(zhì)釋放出來，同時(shí)溶劑成分開始?xì)饣?，在PCB板上只留下微量的殘余物。由此可見，預(yù)熱溫度是免清洗工藝中最重要的環(huán)節(jié)。預(yù)熱溫度一般在95℃—105℃(指元件面溫度)，焊接溫度在250℃左右。

        實(shí)踐證明，在空氣中進(jìn)行免清洗工藝是可以獲得良好的焊接效果的。但是，因?yàn)槊馇逑粗竸┑幕钚韵鄬?duì)于松香助焊劑等高固含量助焊劑的活性要弱一些，因此采用惰性氣體(如N2)保護(hù)焊可以進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量。其優(yōu)點(diǎn)是，減少焊時(shí)的氧化，提高焊點(diǎn)質(zhì)量，減少焊接缺陷，減少焊后殘留物，提高產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，尤其是細(xì)間距器件的焊接效果更為明顯。

配以適當(dāng)?shù)墓に嚋?zhǔn)備和工藝管理

        要獲取良好的免清洗工藝效果，除了焊接過程中設(shè)備和工藝參數(shù)的調(diào)整、控制外，在工藝準(zhǔn)備階段的材料控制和裝焊過程中的環(huán)境控制同樣十分重要。

        首先元器件引線(焊接端面)應(yīng)符合可焊性要求，最好能在恒溫干燥的條件下保存，使其免受污染和老化，存放跡、灰塵等。因此加強(qiáng)工藝管理十分重要，否則會(huì)影響免清洗工藝的效果。

應(yīng)選用免清洗焊錫絲與之配套

        手工焊接或波峰焊接、回流焊后的焊點(diǎn)返修，應(yīng)選用免清洗焊劑芯的焊錫絲，減少手工焊或返修后的殘留物。采用免清洗波峰焊(回流焊)后用非免清洗焊錫絲進(jìn)行手工焊或修補(bǔ)焊點(diǎn)是不可取的，這樣會(huì)造成板面污染。

        免清洗技術(shù)與傳統(tǒng)的清洗技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。這種新工藝的實(shí)施不僅可以保護(hù)環(huán)境，改善生產(chǎn)條件，而且可以降低生產(chǎn)成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量，這已被國內(nèi)外廣泛證明。但是，它畢竟是一項(xiàng)全新的工藝技術(shù)，習(xí)慣于舊有模式的人會(huì)提出諸如新工藝的實(shí)施能為企業(yè)和制造工藝技術(shù)帶來什么影響，會(huì)不會(huì)提高制造成本。實(shí)際上，推廣這項(xiàng)新工藝關(guān)鍵在于徹底改變?nèi)藗儗?duì)焊接工藝的認(rèn)識(shí)，充分掌握免清洗技術(shù)的內(nèi)涵，提高解決實(shí)際問題的能力，正確選擇關(guān)鍵材料，主要是免清洗助焊劑和焊膏，這是至關(guān)重要的。免清洗技術(shù)是發(fā)展方向，是淘汰ODS的最佳途徑之一。該技術(shù)的大力推廣和應(yīng)用，將會(huì)推動(dòng)我國盡早淘汰ODS的進(jìn)程，這對(duì)增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和對(duì)保護(hù)地球環(huán)境的貢獻(xiàn)具有深遠(yuǎn)的意義。