曾几何时，我们几乎清洗了所有的电路组件。直到发现某些氯氟烃(CFCs)会导致臭氧层的损失。该行业最流行的清洁溶剂，用于去除焊接后的助焊剂，含有氯氟烃。最终(在1985年)签署了一项名为《蒙特利尔议定书》的国际条约，我们的行业见证了许多含氯氟烃的清洁溶剂的淘汰。必要性是发明之母，介绍了替代清洁材料和方法。
虽然这些替代材料和方法被证明是有效的，但与同一时期引入的另一种技术相比，它们就相形见绌了。这项技术有望完全消除清洗过程。这就是“不清洁”焊剂的诞生——这种焊剂只留下很少的残留物。事实上，如此之少，以至于组装不需要清洗。
有趣的是，蒙特利尔议定书是联合国所有成员国仅有的两个批准的条约之一。
背景
由于有机会消除整个工艺步骤，很多行业都采用了非清洁技术。被要求清洁的人员采用了新的清洁材料和方法。在过渡后的早期，这两种选择都取得了成功。
早在20世纪80年代和90年代初，业界几乎不知道无清洁助焊剂和焊锡膏背后的理论存在缺陷。当电路组件变得更小，组件密度变得更高时，这个缺陷开始变得更明显。
不清洁的助洗剂和糊状物背后的理论是基于这样的原则:几乎不会留下残留物。剩余的残留物将作为通量激活剂和其他“不良行为者”的封装。当从电子组装过程中取消清洗时，没有被广泛考虑的是这样一个事实:虽然我们提到了解流过程，但它可以更准确地定义为清洗过程。当焊剂从组件中移除时，其他残留种类也会被移除，包括来自板制造、组件制造、组装过程的残留物、人为转移的残留物，当然还有焊剂。当工业停止去除助焊剂时，它就停止了去除一切。
大量的残留物种被允许留在大会上。幸运的是，当时的电路组件密度要小得多
30多年来，自从禁止使用大多数氟氯化碳清洁溶剂以及随后的清洗过程被取消以来，电路组件经历了一次转型。现代的组装更小，组件更小，更紧密地连接在一起
Residue-related失败
在过去的三十年中，用不清洁焊剂清洗电路板的组装商的百分比有所增加。事实上，在水溶液技术公司最近进行的一项民意调查中，
62%的受访者表示，他们用不清洁的助焊剂清洗回流组件。虽然不清洁的焊剂残留不太可能是导致焊剂相关故障的唯一原因，但来自电路板和组件制造、组装过程和人类的全部残留物与焊剂残留结合在一起，造成了故障的可能性。与残留相关的失效可以分为四类:
•化妆品。
•电化学迁移(ECM)。
•附着力。
•电阻抗变化。
虽然这篇文章处理ECM，补救美容，粘附和阻抗问题是相同的ECM。
首先，让我们区分两个相似但不同的问题:锡须和电化学迁移。金属胡须
电化学迁移(ECM)是越来越多的组装者面临的问题。ECM表现为三种形式:
•树突生长(见图5)。
•寄生泄漏。
•导电阳极丝化(CAF)。
电解电解是金属离子在电势作用下的溶解和移动，导致阳极和阴极之间生长枝晶(金属结构)。简单地说，金属晶体连接阳极和阴极，导致电阻率下降或直接短路。树枝状生长和寄生渗漏是板表面的问题，CAF发生在板层之间。
表面电化学迁移需要三个因素:偏压(电压)、导电残留物和水分。消除这些因素中的任何一个都将导致ECM的预防。在表面电解加工的情况下，消除残留是防止电解加工发生的最有效方法。虽然消除湿气也会防止ECM，但要使组件远离湿气，尤其是在现场，往往是非常困难的，甚至是不可能的。即使是最好的保形涂层也是可渗透的，允许少量的水分渗透到板的表面。保形涂层下可以发生ECM
清洗或不清洗的决定至少由两个因素决定，即组件的残留容忍度和失效成本。装配体的剩余容差由以下因素依次决定:
•Conductor-to-conductor间距。
•组件密度。
•部件支架高度。
•电压。
•使用中的气候环境。
两个导体之间的特定体积的离子残留物可能有害也可能无害。离子残留与导体之间距离的比值决定了ECM电势的水平。元件间距的减小对应于失效时间的减小。空间太小，残留物过多会增加ECM电位。
当单个组件的导体靠得很近时，不仅会降低组件的残留容限，而且当组件密度很高时，不同组件的导体靠得很近，进一步增加了ECM的可能性。同样，具有超低间隙高度的组件可能会将助焊剂激活器困在组件下方，从而提高了ECM的可能性(以及焊料空化，这在底部端接组件中很常见)。
电压在电解加工中起着重要的作用。当与离子残渣和水分结合时，电压越高，ECM电势越大。
导电阳极丝(CAF)
导电阳极丝(CAF)的破坏机制与树枝状生长相似。枝晶生长在组装体的表面，而CAF生长在两层之间。像表面水平的树枝生长一样，CAF需要有利的材料、电流和水分。此外，CAF需要第四个元素:为了形成CAF，在板层之间需要通路。
CAF可能是由于电路板制造失败，装配失败和在使用环境的电路装配。首先，阴极和阳极之间必须有通路。所述通路可在电路板制造过程中形成。由于钻了通孔，层板内部可能会形成微小的微裂纹。这种情况可能发生，如果太大的压力是放在板上的钻头。钝钻会增加钻孔所需的压力。
微裂纹也可能是“干织”的结果，即层压板内部的丝间分离。此外，在多次回流过程相关的热漂移过程中可能会形成微裂纹。每次电路板暴露在回流焊或焊接过程中常见的极端温度下，热偏差的膨胀和收缩效应会产生或加剧微裂纹。
形成CAF所需的导电材料通常是通孔电镀过程中使用的镀液的结果。组件桶和孔通常是镀的
接下来，需要水分与导电材料反应。在多层电路板中，层间水分截留是常见的现象。如果留在板内，它可以与导电材料与电镀溶液和电流的反应，以利用途径，并在板内创造不必要的导电性
通常情况下，CAF形成是非常薄和微妙的，不会导致一个主要的火灾短路。然而，CAF的形成可能会耗尽电路组件的电池，从而造成破坏性的后果。层压板介电性能的任何意外降低都会降低组件的性能和可靠性。当壁与壁的内部距离(镀通孔与镀通孔之间的距离)大于350µm - 400µm时，发生CAF的可能性较小。
与表面ECM不同，清洁并不是CAF的解决方案——最好的解决方案是防止CAF。抗CAF层板广泛使用。此外，组装设计、通孔间距和电压都对CAF电位有影响。如果微裂纹、导电材料和短间距是不可避免的，消除和防止内层水分可以防止CAF的形成。
可以参考IPC
环境影响
即使一个人口密集的组件受到离子残留物，ECM不是一个因素，除非组件受到水分。对于表面和内层ECM来说都是如此。这就是装配在使用中的气候环境发挥作用的地方。
如前所述，ECM需要电压、离子残留物和水分。离子残渣含量越高，ECM所需水分越少。相反，离子残渣含量越低，ECM所需的水分越多。这就是“恶劣环境”一词变得相对的地方。对于一些组件，需要非常恶劣的环境，比如井下作业
在离子残留含量高、组分密度高的组件中，正常的日常湿度(如环境湿度)可能引发ECM。
那么，对于电路组装来说，什么样的环境才是最恶劣的呢?这取决于电路的组装。
最后，或许也是最重要的一点，在考虑“要不要清洁”时，我们应该考虑失败的成本。当一个产品失败时，这是好事还是坏事?如果一件产品失败了，成本高不高?考虑两种产品，它们都包含一个电路组件。其中一种产品是电子跳蚤项圈
结论
随着小型化(板和组件)的不断进步，在一个组件上和内部可容忍的残留量继续下降。现代组装可以容忍更少的残留物比他们的老对手。今天的程序集必须更干净，以防止ECM的所有表现形式。
“恶劣环境”是相对的。许多年前的通孔电路组件可以承受比典型的现代电路组件多得多的残留物。此外，我们的行业从清洁战略过渡到无清洁战略。以前，电路组件是清洁的。不仅清除了通量，而且也清除了所有其他残留物种。虽然助焊剂是清洁应用的预期目标，但许多其他残留物种也被去除。来自电路板制造、组件制造、装配过程和人类污染的残留物与助焊剂结合，产生电路装配上的总残留物含量
当电子组装行业停止清除焊剂时，它就停止了清除所有东西。由于无清洁工艺的广泛采用和残留物容忍度的降低，我们现在见证了ECM可能性的完美风暴。
只要去除产生ECM(导电残留物)所需的一个因素，就可以防止表面ECM相关的故障。我们的行业有两种选择:在导体之间提供更大的空间，或者在导体之间提供更干净的空间。随着物联网(IoT)、可穿戴设备和汽车电气化的不断发展，我们的行业正朝着电子产品的历史性扩张迈进。随着残留物的清除和由此带来的可靠性的提高，清洁过程又回到了传统智慧的领域。
许多人问，“如果我要清洗我的组件，我应该停止使用不清洁的助焊剂吗?”我不建议这样做。事实是，无清洁焊剂和浆料代表了最先进的焊剂技术。在过去的几年中，松香和水溶性助熔剂技术几乎没有改进。另一方面，免清洗焊剂技术被认为是现代的、不断发展的，并得到焊剂制造商、烘箱、热管理公司和清洁公司的广泛支持(讽刺的是)。免清洗助焊剂和浆料是良好的焊接材料，可生产高质量的焊点。在这一刻，几乎没有必要改变通量材料。
如果可靠性在您的应用中非常重要，请考虑从组件中清除所有残留物质，以消除ecm相关故障的可能性，无论使用的焊剂类型如何。
虽然有几种清洁量化技术，但有时仅仅依靠“清洁的声音”。想想你的“干净之声”是什么。
轶事
我最喜欢的轶事之一来自一位为音乐行业生产舞台扩音器的客户。多年来，这家制造商在其产品中经历了几次技术变化。它们从真空管迁移到固态设备。他们从通孔组件改为表面安装组件。他们为无铅合金留下了含铅焊料。他们将助焊剂类型从水溶性和松香型改为不清洁型。后一项改变结束了他们的清洁程序。不清洁的方法在一段时间内运行良好，但当组件变得小型化和组件密度增加时，情况开始发生变化。
制造商注意到他们的放大器发出的声音质量下降，要求我们清洗他们的组件，并将其退回进行评估。我们提出对组件进行溶剂萃取电阻率(ROSE)测试(一种用于量化电路组件上离子残留体积的行业标准测试)。他们拒绝了我们的提议，表明他们有更好的方法来确定清洁度。这种独特的洁净度评估需要使用新清洗的电路组件安装在放大器内部的音乐“即兴演奏”。训练有素的专业音乐家的耳朵能够听到未经清洗的电路板放大的音乐和干净的电路板放大的音乐之间的区别。这就是“干净的声音”。
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