水清洗工藝在業(yè)務(wù)增長(zhǎng)速度最快的合約制造中經(jīng)常見(jiàn)到，并在高可靠性電子產(chǎn)品制造中得到普遍認(rèn)可。水清洗工藝的一個(gè)重要問(wèn)題是水的處理，如從哪里獲得需要的水、如何凈化、清洗完的廢水排放到何處以及如何使整個(gè)過(guò)程符合環(huán)保的要求等等。本文將討論水洗工藝中的水處理方案，介紹如何才能節(jié)省成本并且更加符合環(huán)保的原則。 　　雖然免清洗工藝技術(shù)在不斷前進(jìn)并得到了廣泛應(yīng)用，但從九十年代中期以來(lái)我們卻看到水清洗工藝的下降趨勢(shì)在一定程度上已有所逆轉(zhuǎn)。值得慶幸的是，目前關(guān)于水處理的最大的問(wèn)題是缺乏足夠的工藝知識(shí)，而不是缺少技術(shù)或設(shè)備。下面我們先對(duì)水清洗工藝及水處理技術(shù)的基本情況作一簡(jiǎn)要介紹，雖然主要是在線式線路板清洗，但其中很多內(nèi)容一樣可用于離線式清洗或其他工藝。 水清洗工藝概況 在討論水處理方法之前，我們先把水清洗分為兩大類(lèi)： 1．只使用水而沒(méi)有任何化學(xué)添加物的直接水洗工藝 2．在水中添加皂化劑、清潔劑或其他添加物的改進(jìn)型水洗工藝 　　直接水洗工藝對(duì)有機(jī)酸及水溶性助焊劑的清洗非常理想，水（特別是去離子水）是一種頗具威力的極化溶劑，能夠清除焊接后留下的酸性殘留物等極化污染物，可是單獨(dú)靠水卻無(wú)法清除非極化污染物，如松香型焊劑中的粘性樹(shù)脂。如果不在水中添加非極化成分，那么有害的酸和微?？赡軙?huì)被樹(shù)脂覆蓋而無(wú)法清除，最終使電路板的電氣性能下降。因此，甚至免清洗助焊劑有時(shí)也需要清洗。 　　添加劑中最常用的是皂化劑，它是一種堿性清潔劑，內(nèi)含能溶解樹(shù)脂的表面活化劑，可將樹(shù)脂溶化使其被水沖洗掉。有添加物的水洗工藝比直接水洗工藝復(fù)雜得多，水處理技術(shù)也相應(yīng)要復(fù)雜。 ◆直接水洗工藝 　　這種工藝使用的在線式水洗機(jī)一般由預(yù)清洗區(qū)、帶水槽的循環(huán)沖洗區(qū)、帶水槽的循環(huán)漂洗區(qū)、終洗區(qū)以及烘干區(qū)組成。清洗過(guò)程中最干凈的水從終洗區(qū)進(jìn)入，再依次流到前面幾個(gè)區(qū)域，最后從預(yù)清洗區(qū)的排水管排出；而待清洗的電路板則由預(yù)清洗區(qū)開(kāi)始，逐漸往水越來(lái)越干凈的區(qū)域移動(dòng)，最后到達(dá)烘干區(qū)。理想情況下，終洗區(qū)的水是非常純凈的，具有低導(dǎo)電和高阻抗等特性，使得烘干過(guò)程中留在電路板上的殘留物相對(duì)于板子清潔度的要求來(lái)說(shuō)，其離子特性完全可以忽略。 　　水洗機(jī)的進(jìn)水量一般是每分鐘3到5加侖，水溫在60℃左右。進(jìn)入的水需要經(jīng)過(guò)預(yù)熱，以使水洗機(jī)在清洗過(guò)程中保持溫度穩(wěn)定，并使烘干過(guò)程更為順利。 　　入水通常要經(jīng)過(guò)碳離子交換處理，達(dá)到滿足電路板清潔度的去離子（DI）純度。另外，進(jìn)入水洗機(jī)的水還必須要流出，所以一個(gè)開(kāi)環(huán)的水洗系統(tǒng)每分鐘會(huì)排出3到5加侖的水。在確定這種工藝的成本時(shí)，一般應(yīng)考慮的因素有： ·自來(lái)水入水質(zhì)量 ·水費(fèi)及排污費(fèi) ·加熱成本（電或燃?xì)猓? ·DI水槽的更新頻率與費(fèi)用 　　雖然不同廠家算出的成本各不相同，但以每年運(yùn)行2,000小時(shí)計(jì)，一個(gè)具有活性炭粒（GAC）、陰離子、陽(yáng)離子和混合底層的開(kāi)環(huán)式DI系統(tǒng)其年費(fèi)用在35,000到40,000美元之間。采用水處理技術(shù)后可以使工藝效率更高并且更加環(huán)保，這部分具體內(nèi)容包括： ·通過(guò)使用熱交換系統(tǒng)進(jìn)行熱能回收 ·入水（不管有無(wú)預(yù)處理）完全循環(huán)利用 　　討論是否應(yīng)該從排水口的廢水中進(jìn)行熱能回收幾乎是多余的，因?yàn)榘褵崴苯优抛呔偷扔诎彦X(qián)往下水道里扔。熱回收系統(tǒng)使水洗機(jī)出口的熱水通過(guò)一個(gè)熱交換器，從而回收大量熱能。在開(kāi)環(huán)式系統(tǒng)中，這些能量可以用來(lái)加熱新的入水，而在循環(huán)系統(tǒng)中則可用來(lái)加熱回到預(yù)清洗區(qū)的水。投入到熱回收系統(tǒng)的資金在較短的時(shí)間內(nèi)就能得到良好的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。 　　在直接水洗系統(tǒng)中使用完全再循環(huán)可將用水量降低十倍，而不會(huì)每分鐘都有3到5加侖水的浪費(fèi)，所需要的水僅僅用于補(bǔ)充蒸發(fā)、排氣和干掉的損失。這種系統(tǒng)有多種構(gòu)造，但大多數(shù)都包括一個(gè)帶儲(chǔ)水槽的循環(huán)系統(tǒng)、再循環(huán)泵及其控制系統(tǒng)、水槽系統(tǒng)和加熱器。 　　將水洗機(jī)主排水管排出的水回流到循環(huán)系統(tǒng)既可以依靠重力作用也可使用傳送裝置完成，由中央控制器提供壓力，讓這些水通過(guò)水槽、加熱器而回到最后的漂洗區(qū)。先進(jìn)的水槽裝置能將重金屬如鉛、銅等分離出來(lái)并把它們集中在一起，以待專(zhuān)門(mén)的廢物處理人員對(duì)其進(jìn)行處理。 　　去離子的過(guò)程是在水通過(guò)GAC、陰離子和陽(yáng)離子槽時(shí)進(jìn)行的，普通系統(tǒng)得到的阻抗值一般能達(dá)到1到3MΩ。如果再加一個(gè)混合離子槽（陰離子和陽(yáng)離子同在一個(gè)槽內(nèi)）還可以進(jìn)一步去除水中的離子，最高能達(dá)到18.2MΩ的DI純度。 　　當(dāng)水槽的去離子能力降到設(shè)定值以下時(shí)，就必須要對(duì)其更新，它主要受工藝中焊劑和污染物的數(shù)量以及補(bǔ)充入水質(zhì)量的影響。 　　在很多情況下，進(jìn)入的自來(lái)水中溶有很多固體物質(zhì)，這加大了水槽的負(fù)擔(dān)，會(huì)增加更新的頻率和費(fèi)用。為解決這個(gè)問(wèn)題，補(bǔ)充入水可以用一個(gè)單獨(dú)型強(qiáng)制水流通過(guò)滲透膜的逆滲透（RO）系統(tǒng)過(guò)濾提純。水流分離后，部分水通過(guò)滲透膜，而另一部分則用于保持膜的清潔。 　　這樣產(chǎn)生的水一般阻抗在25,000到500,000Ω/cm之間，比自來(lái)水的2,000到3,000Ω/cm好了很多；而剩余的廢水也可直接排出，因?yàn)檫^(guò)程中沒(méi)有增加任何致污物。當(dāng)然也有其他節(jié)約成本的方法，但當(dāng)自來(lái)水的質(zhì)量較差時(shí)，在循環(huán)系統(tǒng)中增加逆滲透系統(tǒng)還是有用的。 ◆改進(jìn)型水洗工藝 　　在改進(jìn)型水洗工藝中，無(wú)論是機(jī)器還是水處理技術(shù)其復(fù)雜度都有所增加，因?yàn)樵砘瘎┗蚱渌魏我环N化學(xué)添加劑都非常昂貴，所以這些化學(xué)材料必須循環(huán)使用，把排水口關(guān)閉而將水流重新引到清洗槽中。因此，預(yù)清洗和清洗結(jié)合起來(lái)成為了一個(gè)較大的清洗區(qū)。除了成本因素外，皂化劑還含有較高的離子成分，所以絕不能殘留在電路板上，同時(shí)它對(duì)水槽的壽命也有很大影響。 　　不同的設(shè)備制造商采用不同的技術(shù)使皂化劑殘留最少，不過(guò)較為有效的一種方法是在清洗區(qū)與循環(huán)漂洗區(qū)之間增加一個(gè)中間漂洗區(qū)，有時(shí)候它也被稱(chēng)為化學(xué)材料分離區(qū)，該技術(shù)將皂化劑從板上沖洗掉，然后再用風(fēng)刀將它刮掉。這種清洗機(jī)不像直接水洗工藝一樣只有一個(gè)出水口，而是有三個(gè)，分別設(shè)在： ·清洗槽：當(dāng)清洗槽放水時(shí)使用 ·中間漂洗區(qū)：持續(xù)排水，約每分鐘1加侖 ·漂洗區(qū)：持續(xù)排水，約每分鐘3到5加侖 　　從效果上看，漂洗水流如同直接水洗工藝一樣，可用傳統(tǒng)方式再循環(huán)利用。中間漂洗區(qū)的水流會(huì)殘留一些皂化劑，并可能含鉛。在一些城市里，這部分水流的污染程度低于規(guī)定值，可以排放到下水道；但在一些規(guī)定比較嚴(yán)格的地方，中間漂洗區(qū)和清洗區(qū)排出的水在排出前必須經(jīng)過(guò)中間處理去除重金屬，一些地方甚至還對(duì)水的pH值有要求，需要通過(guò)蒸發(fā)處理才能符合規(guī)定。選擇水處理系統(tǒng)時(shí)，必須要充分了解當(dāng)?shù)氐姆ㄒ?guī)制度。 　　在皂化水洗工藝中，對(duì)入水進(jìn)行逆滲透預(yù)處理同樣也存在爭(zhēng)論，由于要向漂洗區(qū)及中間漂洗區(qū)連續(xù)供應(yīng)純水，所以使用逆滲透的好處要大一些。 ◆特殊應(yīng)用 　　對(duì)一個(gè)使用兩個(gè)或多個(gè)清洗機(jī)的生產(chǎn)場(chǎng)合，在熱能回收、水循環(huán)利用及使用逆滲透循環(huán)利用方面可能節(jié)約的成本更多。現(xiàn)在已有大容量系統(tǒng)用一個(gè)中央控制系統(tǒng)支持四臺(tái)清洗機(jī)，也有系統(tǒng)能在模板清洗過(guò)程中幫助去除鉛，以符合法規(guī)的要求。 成功的關(guān)鍵 　　和任何生產(chǎn)應(yīng)用一樣，工藝監(jiān)控、設(shè)備維護(hù)和基本常識(shí)同樣也是循環(huán)系統(tǒng)成功的關(guān)鍵。這類(lèi)系統(tǒng)經(jīng)常遇到的問(wèn)題是樹(shù)脂更新的時(shí)間間隔長(zhǎng)度，它取決于幾個(gè)因素，包括工藝的用水量（與運(yùn)行時(shí)間直接相關(guān)）、入水質(zhì)量（可使用逆滲透預(yù)處理改善）以及工藝中污染物的數(shù)量和類(lèi)型。 　　實(shí)際上任何帶離子的物質(zhì)都會(huì)增加樹(shù)脂底層的負(fù)擔(dān)，同樣，有機(jī)物質(zhì)也會(huì)阻塞活性炭粒槽，另外水溶性膠帶和掩膜的使用也常常有一些問(wèn)題。應(yīng)該咨詢(xún)這些材料的制造商，以便知道它們對(duì)碳離子交換過(guò)程的影響。 　　我們發(fā)現(xiàn)水槽壽命縮短通常是因?yàn)樯a(chǎn)時(shí)間或電路板數(shù)量增加，用水越多以及處理的污染物越多，水槽就需要越快更新。清洗機(jī)的工作時(shí)間及線路板產(chǎn)量應(yīng)記錄并保存下來(lái)，以確定水處理的基本操作規(guī)程。 　　成功應(yīng)用的另一個(gè)關(guān)鍵是要按照設(shè)備制造商的指導(dǎo)進(jìn)行安全正常操作，這一點(diǎn)對(duì)重金屬分離槽特別重要，這些槽必須按所建議的時(shí)間間隔由專(zhuān)門(mén)的廢物處理人員將其從線上取下進(jìn)行處理，否則會(huì)使鉛漏到下一個(gè)槽中。 本文結(jié)論 應(yīng)用文中討論的技術(shù)有很多好處，如： ·降低用水量、熱能消耗以及排污費(fèi)，從而減少成本； ·提高清洗工藝的一致性； ·有助于環(huán)保； ·由于重視環(huán)保而提高公司聲譽(yù)； ·在模板清洗過(guò)程中沒(méi)有鉛泄漏，提高了操作人員的安全性。 只要對(duì)水處理技術(shù)充分了解，并建立強(qiáng)大的工程設(shè)備力量，這些優(yōu)點(diǎn)就完全可以變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。