Технологии в электронной промышленности №1'2008

Отмывка печатных плат и трафаретов

Олег Вахрушев


В данной статье мы рассмотрим типовую технологию отмывки печатных плат и трафаретов методом струйной отмывки и методом наложения ультразвука. Кроме того, вниманию читателей будет представлено оборудование для реализации технологического процесса отмывки, методики контроля и пр.

Для обеспечения максимальной надежности производимой электроники необходимо удалять остатки флюса. Кроме того, для обеспечения максимально качественного нанесения влагозащитного покрытия на печатный узел, он должен быть отмыт от всех типов загрязнений, включая ионные остатки.

В данной статье мы обратим внимание на компанию AIM (Канада) — производителя паяльных материалов и отмывочных жидкостей, а также на компанию FinnSonic (Финляндия) — производителя широкого спектра оборудования для отмывки.

Эти на первый взгляд абсолютно разные по профилю производители предлагают пользователям наилучшее решение для реализации технологического процесса отмывки, являющегося неотъемлемой частью сборочно-монтажного производства любого предприятия. Следует также отметить постоянное увеличение спроса российских предприятий на оборудование для решения проблем отмывки ПП. Многие предприятия уже осознали очевидность и необходимость ухода от отмывки печатных узлов в спирто-бензиновой смеси и успешно начали внедрение отмывочной технологии на водной основе.

Предлагаем типовое подробное описание технологии отмывки ПП методом наложения ультразвука:

  • 1-й этап — ультразвуковая отмывка в растворе вода + отмывочная жидкость (в нашем случае речь будет идти о жидкости AIMterge520A вышеупомянутой компании AIM) с системой замкнутой фильтрации отмывочного раствора от частиц (имеется в виду механическая фильтрация, с фильтрами от 5 до 100 микрон). Первая (ультразвуковая) ванна должна быть заполнена водным раствором AIMterge (в пропорции от 4 до 10%), нагретым до температуры 60 °С.
  • Далее необходимо извлечь корзину с печатными платами из первой ванны, задержать на 1–2 минуты, чтобы дать воде, насыщенной AIMterge520A, стечь.

  • 2-й этап — предварительное полоскание в дистиллированной воде. Полоскание осуществляется водой, нагретой до той же температуры, что и раствор для отмывки (60 °С). Эта вода должна меняться регулярно во избежание ее загрязнения остатками разведенного в первой ванне раствора AIMterge520A. Далее также необходимо извлечь корзину с печатными платами из второй ванны (для полоскания), задержать на 1–2 минуты, чтобы дать воде стечь.
  • 3-й этап — финишное полоскание осуществляется в ванне с воздушным барботажем (агитацией) или методом струйного воздействия, в деминерализованной воде с системой замкнутой фильтрации и регенерации воды. Финишное полоскание осуществляется деминерализованной водой, которая может быть холодной или нагретой. Вода должна циркулировать между деионизационными колоннами или в избытке пополняться свежей деминерализованной водой, наполняя ванну до краев. Использование горячей деминерализованной воды облегчает сушку, но в этом случае необходимо убедиться в том, что деионизационные колонны допускают применение в горячей воде.
  • 4-й этап — сушка горячим воздухом. Данная технология выбрана не случайно, поскольку она рекомендована изготовителем отмывочной жидкости AIMterge520A. Подробное описание процесса мы рассмотрим ниже.

Отмывочная жидкость

AIMterge520A является универсальным средством для отмывки печатных плат от загрязнений, возникающих в процессе изготовления и сборки. Целью такой отмывки является удаление остатков флюса и других загрязнений: пыли, грязи, частиц диэлектриков и металлов, жировых отложений, масел, органических и неорганических кислот и прочих остатков. AIMterge520A является уникальным средством, которое разработано специально для удаления остатков канифольных и не требующих отмывки флюсов, но также может применяться для ускорения процесса отмывки остатков водосмывных флюсов. Данное средство поставляется в виде концентрата, что снижает стоимость готового раствора, и признано самым недорогим отмывочным средством среди аналогов.

Специально разработанный состав позволяет быстро и эффективно отмывать печатные платы после пайки. Основной принцип действия AIMterge520A — омыление, но химический состав этого средства включает в себя также и вещества, растворяющие загрязнения, что позволяет комбинировать оба принципа отмывки: омыление (как основной) и растворение, что обеспечивает высокое качество отмывки от всех типов загрязнений.

Для отмывки применяется водный раствор AIMterge520A, концентрация которого обычно составляет 4–10%. Хотя AIMterge520A может работать без нагрева, наибольшая эффективность рабочего раствора достигается при температуре 35–65 °С. Рекомендуемое время выдержки плат в растворе составляет 5–15 минут. Очищающий раствор должен быть тщательно удален с поверхности плат водой или паром. Ополаскивание плат производится в два этапа: первый в горячей воде, окончательный — в горячей или холодной. Применение деминерализованной воды для окончательного полоскания улучшает качество отмывки. В зависимости от особенностей конкретного процесса параметры температуры, концентрации и времени выдержки могут варьироваться. Финальным этапом отмывки является сушка с обдувом.

AIMterge520A рекомендован для применения в автоматизированных системах отмывки всех типов, включая ультразвуковые, а также для отмывки вручную. При этом применение ультразвука значительно повышает эффективность применения AIMterge520A.

Итак, AIMterge520A (рис. 1) — это концентрат на водной основе (препятствует коррозии и рекомендован для любых химических составов).

Канистра отмывочной жидкости AIMterge520A

Омыляющие реагенты добавляются в воду, их концентрация, в зависимости от процесса, составляет от 4 до 10%.

При контакте с отмывочной жидкостью происходят химические изменения состава. Канифоль, которая нерастворима в воде, превращается в продукт, растворимый в воде, который можно легко удалить водой. Таким образом, можно сделать совершенно определенный вывод — что при помощи ультразвука и отмывочной жидкости все загрязнения на ПП преобразуются в водосмывные, которые необходимо смывать уже на другой стадии. То есть применения одной только ультразвуковой ванны недостаточно для качественного процесса отмывки.

Утилизация использованной жидкости должна соответствовать нормам местного законодательства. (Здесь следует отметить, что данная отмывочная жидкость имеет Российский гигиенический сертификат.)

Если с выбором отмывочной жидкости мы определились, то теперь самое время подробно рассмотреть саму технологию наложения ультразвука.

Принципы и преимущества мойки ультразвуком

Ультразвук действует только на изделия, погруженные в жидкость. Действие ультразвука основано на высокочастотных колебаниях звука, которые вызывают кавитацию жидкости. На поверхности моющихся предметов образуются микроскопические кавитационные пузырьки, создающие сильные гидравлические удары, которые, в свою очередь, эффективно удаляют любую грязь. Эффект мойки ультразвуком проявляется во всех местах, куда проникает вода. При мойке ультразвуком обеспечивается экономия энергии и моющего средства.

Моющие средства используются для уменьшения поверхностного натяжения воды, за счет чего повышается эффективность кавитации. Плюс к этому они растворяют и связывают грязь, которую удаляет ультразвук. Моющее средство необходимо подбирать в соответствии с материалом предметов и загрязнениями, которые надо очистить. Например, щелочные моющие средства нужно применять для очистки от жира и масел. Нейтральные моющие средства — чистка хрупких материалов. Кислотные моющие средства — чистка ржавчины и окислов.

Предлагаемое ультразвуковое оборудование не подходит для чистки мягких деталей, живых организмов или растений.

Общие сведения и рекомендации при работе с ультразвуком

Ультразвуковая мойка предназначена для чистки изделий с твердой поверхностью в производстве, техобслуживании и лабораториях.

Как правило, максимальный уровень заполнения ванны — 5 см от верхнего края.

Минимальный уровень жидкости в ванне — уровень датчика защиты от сухого хода (обычно это правая стенка ванны).

Стандартная концентрация моющего средства 4–10% (как правило, определяется степенью загрязненности изделия).

Самая оптимальная температура отмывки 50–60 °C.

Время нагрева моющего раствора до 20–50 °C около 0,5–1,5 часа (в зависимости от объема ванны и мощности нагревателя).

Длительное использование ультразвука повышает температуру жидкости.

Обычное время мойки 1–5 мин.

Держите крышку ультразвуковой ванны закрытой всегда, когда это возможно.

После смены жидкости включите на несколько минут ультразвук для дегазации жидкости. Всегда используйте корзину.

Расположите изделия для отмывки таким образом, чтобы в них не мог оставаться воздух.

Не переполняйте корзину изделиями.

Мытье маленьких предметов практичнее проводить в стакане, погруженном в резервуар.

В стакане может быть другое моющее средство.

Сполосните и высушите изделия сразу после отмывки.

Не царапайте дно ванны. Не роняйте предметы на дно ванны.

Меняйте моющие средства по возможности чаще, при замене моющих средств очистите резервуар. В заключительной части нашей статьи будет подробно рассмотрен титрационный метод.

В зависимости от испарения и загрязненности предметов, жидкость и моющее средство необходимо добавлять ежедневно.

Если к ванне подключена фильтрующая установка, установите минимальную скорость потока, чтобы он не мешал работе ультразвука.

Периодически очищайте ванну и фильтрующее отделение вручную или с помощью маслосборника (в случае, если он имеется).

Оборудование для работы с ультразвуком

Далее мы более подробно рассмотрим оборудование для отмывки на примере систем компании FinnSonic (Финляндия). Оборудование FinnSonic — профессиональное оборудование для высококачественной очистки в условиях производства.

Основными пользователями этих устройств являются:

  • предприятия электронной промышленности;
  • производители высокоточных изделий;
  • производители медицинского оборудования;
  • промышленные и ремонтные предприятия;
  • предприятия, выпускающие комплектующие изделия;
  • исследовательские лаборатории и т. д.

В электронной промышленности ультразвуковые системы очистки FinnSonic применяются для очистки печатных плат и трафаретов для принтеров трафаретной печати, используемых в технологии SMT.

Модели серии m-range

Внешний вид ванн серии m-range представлен на рис. 2.

Ванны серии m-range

Модельный ряд ультразвуковых систем очистки серии m-range (табл. 1) представляет собой устройства, отличительными чертами которых являются:

  • высокая эффективность отмывки;
  • малая длительность процесса;
  • высокая степень экологической совместимости;
  • низкий уровень потребления энергии и расхода отмывочных жидкостей.
Таблица 1. Технические данные ванн серии m-range
Технические данные ванн серии m-range

Все модели снабжены модулем, предотвращающим нагрев и запуск ультразвука при уровне отмывочной жидкости ниже допустимого. Производится удаление загрязнений с объекта из мест, где другие методы очистки менее эффективны. Ряд моделей имеет дополнительные опции, повышающие эффект очистки (ускоритель периодического ультразвукового колебания и модуль изменения частоты колебания).

Модели m03 (рис. 3, 4), m08 и m20 не имеют защиты от сухого запуска. Не используйте данные модели, если в резервуаре низкий уровень жидкости. Защита от сухого запуска (в моделях m80(i), m120i и m160i) может быть построена либо на датчике проводимости, либо на оптическом сенсоре (оговаривается при заказе).

Модель m03m с механическим таймером
Модель m03м с цифровым таймером и сливным краном

Модели серии mi-range

Ультразвуковые системы очистки FinnSonic серии mi-range (табл. 2) — это профессиональное оборудование для качественной очистки, рекомендуемое для использования в области электронной промышленности. Модельный ряд ультразвуковых систем очистки серии mirange представляет собой гибкий модульный продукт настольного исполнения с большим количеством опций, предназначенный для использования как в условиях производств, так и для сервисных служб. Модульная конструкция ванн серии mi-range позволяет создавать интегральные системы очистки с различным рядом функций:

  • высокая эффективность отмывки;
  • достаточный уровень ультразвука для прецизионной очистки;
  • жесткая конструкция обеспечивает большой срок эксплуатации;
  • защита нагревательных элементов и источника ультразвука при запуске устройства «в сухую»;
  • двухслойная крышка для термической и акустической изоляции;
  • специальная крышка для защиты цифровой панели управления от химикатов;
  • наличие клапанов для подсоединения и слива;
  • низкий уровень потребления энергии и расхода отмывочных жидкостей.
Таблица 2. Технические данные ванн серии mi-range
Технические данные ванн серии mi-range

Дополнительно:

  • ванны для промывки (с подогревом);
  • ванны обезвоживания и сушки (без нагрева);
  • системы сушки горячим воздухом;
  • замкнутые системы фильтрации;
  • ванны с системой отделения масла;
  • замкнутые системы фильтрации очистительных растворов и воды для промывочных ванн;
  • воздушные системы возмущения очистительного раствора или воды;
  • автоматический транспортер корзин (mSBT);
  • пневматическая система перемещения корзин весом до 25 кг (PT Easy lift);
  • платформы для автоматической подачи корзин;
  • ультразвук с частотой до 40 кГц;
  • оптические датчики уровня жидкости в ванне;
  • корзины для загрузки деталей, стеклянные химические стаканы и др.

Для удаления масла с поверхности жидкости в моделях mi-range резервуар снабжен желобом перелива.

Функции усиления (Booster) или колебания частоты (Sweep) реализованы только в моделях m80(i), m120i и m160i. Усиление (Booster) — периодическое повышение мощности ультразвука на 5 с через временные промежутки 15 с. Колебания (Sweep) — это функция колебания частоты ультразвука.

Обе функции позволяют значительно повысить качество наложения ультразвука в ваннах большого объема.

Типовая ванна представлена на рис. 5. Составные части модели mi-range:

  1. Корпус с резервуаром.
  2. Крышка.
  3. Корзина.
  4. Резервуар.
  5. Панель управления.
  6. Рубильник.
  7. Основные предохранители.
  8. Разъем питания.
  9. Шнур питания.
  10. Сливной клапан.
  11. Желоб перелива.
  12. Клапан желоба перелива.
  13. Впускной клапан.
Составные части модели mi-range

Таким образом, все ванны выстраиваются друг за другом в так называемую «линейку» по отмывке ПП. Оператор вручную перемещает корзины с ПП из одной ванны в другую, руководствуясь технологией отмывки. Окончательная технология отмывки будет выработана пользователем уже в процессе отмывки конкретных ПП.

В этой технологии будут использоваться следующие параметры:

  • процентное содержание отмывочной жидкости (AIMterge520A) в ультразвуковой ванне;
  • температура отмывочного раствора;
  • время наложения ультразвука;
  • температура водопроводной воды и время предварительного полоскания;
  • температура воды и время при финишном полоскании;
  • время и температура сушки.

Преимущества ванн серии mi компании FinnSonic — это их надежность и модульность, означающие, что при необходимости пользователи могут добавлять или исключать какие-либо стадии (ванны) отмывки из сформированной «линейки» по отмывке ПП.

Среднее время жизни отмывочной жидкости может быть до 6 месяцев (если при этом еще использовать систему фильтрации), но в основном оно зависит от количества отмываемых в ней плат и от степени загрязненности этих плат.

Вариант 4-стадийной линии отмывки на примере ванн серии mi-range объемом 40 л представлен на рис. 6.

4-стадийная линия отмывки с ваннами серии mi-range объемом 40 л

Вариант типового решения на базе ванн серии m25i

I. Ультразвуковая отмывка в ванне m25i (рис. 7, 8)

Типовое решение на базе ванн серии m25i
Схема подключения ванн серии m25i

Для ультразвуковой отмывки предлагаем использовать ванну m25i (цифровая панель управления и возможность регулировки температуры и времени наложения ультразвука). Для увеличения времени жизни отмывочной жидкости рекомендуем к данной ванне подключить систему фильтрации V01CL10F (фильтрующий элемент 5–100 микрон). При использовании ванн серии m25 (внутренний объем ванны 25 л) раствор отмывочной жидкости AIMterge520A будет заливаться только в первую ванну — в ультразвуковую ванну m25i.

II. Предварительное ополаскивание в водопроводной воде

При применении ванны m25ir рекомендуется использовать дополнительную систему воздушной агитации (необходима подача сжатого воздуха).

III. Финишное ополаскивание в деионизованной воде

Для финишного ополаскивания рекомендуется применять ванну m25ir.

К ванне m25ir (ванна для полоскания) можно подключить систему регенерации воды для полоскания V01CLP2SDI. При подключении данной системы вода для полоскания будет циркулировать по замкнутому контуру: ванна — насос — фильтр с активированным углем — деионизатор (с измерителем проводимости) — ванна. В систему деионизации встроен датчик проводимости. Деионизирующий фильтр должен заменяться на новый обычно каждые 3–4 месяца, когда проводимость воды превышает заданную. Использованный деионизирующий фильтр должен быть отправлен на регенерацию. В комплект поставки к V01CLP2SDI входит два деионизирующих фильтра.

IV. Сушка струей горячего воздуха

Для сушки горячим воздухом возможно использование ванны m40dr или шкафов с принудительной конвекцией компании BINDER.

Аксессуары: корзина V02M25 (345×240×195 мм), используемая для ванн серии m25 (при крупносерийном производстве рекомендуется приобрести сразу 3–4 корзины, чтобы исключить возможность простоя ванн).

Типовое решение на базе ванн серии m80i (рис. 9, 10)

Полуавтоматический вариант на базе ванн серии m80i
Полуавтоматический вариант на базе ванн серии m80i

I. Ультразвуковая отмывка в ванне m80i (рис. 9, 10)

При использовании ванн серии m80 (внутренний объем ванны — 80 л) раствор отмывочной жидкости будет заливаться только в первую ванну — в ультразвуковую ванну m80i.

II. Предварительное ополаскивание в водопроводной воде

Два варианта: ванна m80ir или ванна m80jet.

При применении ванны m80ir рекомендуется использовать дополнительную систему воздушной агитации (необходима подача сжатого воздуха).

При применении ванны m80jet дополнительных устройств не требуется. Принцип работы данной ванны — применение направленных струй воды на ПП в погруженном состоянии.

Качество предварительного полоскания в водопроводной воде будет выше при использовании ванны со струйной отмывкой m80jet.

III. Финишное ополаскивание в деионизованной воде

Для финишного ополаскивания тоже рекомендуется применять ванну со струйным полосканием m80jet, к которой будет подключена система регенерации воды V01CLP2SDI.

IV. Сушка обдувом струей горячего воздуха

Для сушки обдувом горячим воздухом возможно использование ванны m80dr или сушильного шкафа серии FD компании BINDER.

Аксессуары:Корзина V02M80 (540×290×340 мм), используемая для ванн серии m80 (при крупносерийном производстве рекомендуется приобрести сразу 3–4 корзины, чтобы исключить возможность простоя ванн).

Внешний вид установки для полностью автоматизированного процесса отмывки представлен на рис. 11.

Установка для полностью автоматизированного процесса отмывки

Схема размещения установки ручного процесса отмывки представлена на рис. 12.

Схема размещения установки ручного процесса отмывки

Ванна для сушки V0180DR представлена на рис. 13.

Ванна для сушки V0180DR

В ванну для сушки встроен вентилятор мощностью 0,2 кВт (производительность 700 м3/ч) с цифровой панелью управления, с возможностью регулировки температуры и времени сушки. Максимальная температура — 80 °C.

К сожалению, бывают случаи, когда недопустимо наложение ультразвука на печатный узел. Как правило, это связано с элементной базой, например, когда присутствует кварцевый резонатор или быстродействующая микросхема, чувствительная к ультразвуковому воздействию.

Для решения такой задачи первый этап отмывки — это ванна струйного полоскания с отмывочным раствором и дополнительной системой замкнутой фильтрации. Для повышения качества отмывки в данном случае допускается предварительное замачивание ПП в отмывочном растворе.

Другим вариантом решения этой задачи может быть установка струйной отмывки SBC-55 (рис. 14). Речь о ней пойдет ниже.

Типовое решение на базе ванн серии m40jet для струйной отмывки

Типовое решение на базе ванн серии m40jet для струйной отмывки печатных плат

Дополнительно к ваннам серии mi возможно подключение систем воздушной агитации (рис. 15).

Система воздушной агитации

Это значительно увеличивает эффективность полоскания при погружении в отмывочную жидкость. Подключение сжатого воздуха осуществляется трубками R 1/4 с регулирующими клапанами.

Замкнутая система фильтрации V01CL10CE подключается к любой из ванн серии mi (рис. 16).

Замкнутая система фильтрации V01CL10CE

Замкнутая система фильтрации удаляет частицы из моющей жидкости (замкнутая система фильтрации: моющий резервуар — насос — фильтр — моющий резервуар).

В комплект входит центрифужный насос Lowara CEAM70/3, 1-фазный, производительностью 20–80 л/мин и давлением 2 бар.

Предусмотрена система контроля уровня моющей жидкости в ванне, которая защищает насос от «сухого» пуска.

Фильтрующее отделение 10�, объем 1,5 л, устанавливается картридж фильтра, например, в 50 микрон, из полипропилена. Рабочие температуры от 50 до 80 °C.

Как к ванне m80ir (ванна для полоскания), так и к ванне m80jet (ванна для струйного полоскания) можно подключить систему деминерализации воды для полоскания V01CLP2SDI. При подключении данной системы вода для полоскания будет циркулировать по замкнутому контуру: ванна–насос–фильтр с активированным углем–деминерализатор (с измерителем проводимости)–ванна.

Подключенная в ванне предварительного и ванне финишного полоскания замкнутая система деминерализации воды для полоскания V01CLP2SDI представлена на рис. 17. В данном случае более чистая деминерализованная вода поступает в ванну финишного полоскания, а более загрязненная — в ванну предварительного полоскания (ванна финишного полоскания находится немного выше ванны предварительного полоскания).

Замкнутая система деминерализации воды для полоскания V01CLP2SDI

В системе деминерализации встроен датчик проводимости для контроля проводимости. Деионизирующий фильтр нужно заменять на новый обычно каждые 3–4 месяца, когда проводимость воды превышает заданную. Использованный деионизирующий фильтр должен быть отправлен на регенерацию. В комплект поставки к системе деминерализации V01CLP2SDI входит два деионизирующих фильтра. Основное назначение — удаление остатков флюса, паяльной пасты и грязи из жидкости.

В систему входят:

  • насос Lowara CEAM70/3, 1-фазный, 5 л/мин, 2 бар, сальник EPDM/AISI304;
  • система контроля уровня моющей жидкости в ванне не защищает насос от «сухого» пуска;
  • P1SAH — мешочный фильтр GAF 25 микрон + активированный уголь;
  • P2SDI — мешочный фильтр и измеритель проводимости ST 3, диапазон измерения 0–50 См/см2.

Схема подключения данной системы к ванне показана на рис. 18.

Схема подключения замкнутой системы деминерализации воды для полоскания

Сушильные шкафы с принудительной конвекцией компании BINDER серии FD (рис. 19) могут применяться в качестве бюджетного решения для реализации процесса сушки ПП при ручном методе перемещения корзин от стадии к стадии.

Сушильный шкаф с принудительной конвекцией компании BINDER серии FD

Модули серии FD изначально создавались для решения задач ускоренной сушки и стерилизации. Абсолютно равномерное распределение температуры, быстрая смена температур и специально разработанная воздушная турбина с повышенной на 20% производительностью делают уникальными сушильные шкафы серии FD.

Функциональные возможности:

  • Температурный диапазон от 5 °С выше температуры окружающей среды до 300 °С.
  • Технология предварительного подогрева с электронным контролем APT.line.
  • Цифровой контроллер с интегрированным таймером от 0 до 99 ч.
  • Установка температуры с точностью до 1 °С.
  • Функция плавного повышения температуры.
  • Независимая регулируемая система термозащиты, класс 2 (DIN 12880), с визуальной индикацией.
  • Регулируемая система вентиляции.
  • 2 хромированные полки в комплекте.
  • Модули объемом до 115 л могут быть установлены в стойку.

Технические характеристики данных шкафов представлены в таблице 3.

Таблица 3. Технические характеристики сушильных шкафов серии FD компании BINDER с принудительной конвекцией
Технические характеристики сушильных шкафов серии FD компании BINDER с принудительной конвекцией

Отмывка трафаретов

Детально изучив проблему отмывки ПП, нельзя не затронуть вопрос отмывки трафаретов, поскольку качественное нанесение паяльной пасты при работе принтера трафаретной печати во многом зависит от чистоты трафарета. Применение на современных принтерах трафаретной печати систем очистки низа трафарета не избавляет нас от необходимости ежедневной отмывки трафаретов при их хранении после использования. Трафареты, так же как и ПП, можно мыть и в ультразвуке, и в установках струйной отмывки. Отмывка трафаретов усложняется из-за их большого размера.

Система SBC-20 компании FinnSonic для ультразвуковой отмывки трафаретов и ПП размерами до 737×737 мм представлена на рис. 20.

Система ультразвуковой отмывки трафаретов и ПП SBC-20 компании FinnSonic

Емкости для жидкости установлены в жесткую станину с поддерживающей рамой и изолированы полиуретановой пеной. Установка полностью закрыта стальными панелями. Блок управления находится слева на передней части установки. Помпы и фильтры расположены с правой стороны машины.

Резервуар № 1 — ультразвуковая отмывка с применением жидкостей на водной основе. Мощность ультразвука составляет 1,2/2,4 кВт ном./пик., частота 40 кГц. Излучатели (2 шт.) расположены на задней стенке резервуара, внутренний объем которого 90 л. В системе предусмотрена встроенная система замкнутой фильтрации отмывочного раствора.

Резервуар № 2 — полоскание в водопроводной воде и воздушная агитация. В системе предусмотрена встроенная система замкнутой фильтрации отмывочного раствора.

Система струйной отмывки трафаретов и ПП SBC-55 компании FinnSonic представлена на рис. 21 и предлагает пользователю 3-стадийную технологию.

Система струйной отмывки трафаретов и ПП SBC-55 компании FinnSonic

Установка позволяет отмывать трафареты и ПП размером до 1000×1000 мм в полностью автоматическом режиме. Время цикла — до 15–20 мин:

  • Стадия 1. Струйная отмывка.
  • Стадия 2. Струйное полоскание.
  • Стадия 3. Сушка теплым воздухом.

Струйная камера и емкость для жидкости расположены в жесткой и прочной рабочей раме. Машина полностью герметична. Дверца доступа в систему на регулируемых шарнирах, открывается легко. Помпы и фильтры расположены за сервисной панелью. Осушительный поддон с датчиком течи размещены снизу машины. Блок электронного управления расположен с левой стороны машины (рис. 22, 23).

Размещение основных узлов и блока управления установки SBC-55
Меню системы управления установки SBC-55

В машинах используются контроллеры MITSUBISHI PLC. Параметры следующих процессов можно регулировать непосредственно со встроенного ЖК-дисплея:

  • Время отмывки.
  • Время стекания остатков жидкости.
  • Время полоскания.
  • Время стекания остатков воды.
  • Время сушки.

Температура отмывочной жидкости и температура сушки регулируются со встроенной панели, расположенной на передней части машины. Имеется также счетчик отмывочного цикла.

В системе установлены струйные трубки с (8+8) насадками 20� и фильтром 10 мкм.

Емкость резервуара составляет 66 л. Сушка осуществляется циркулирующим воздухом, нагретым до 80 °С.

В комплекте может быть предусмотрена стальная корзина для отмывки ПП.

Для крупносерийных производств предлагается установка 4-стадийной системы отмывки SBC-40 (рис. 24) с автоматическим перемещением корзины с трафаретами или ПП.

Установка 4-стадийной системы отмывки SBC-40

В заключение приведем основные сведения, необходимые технологу участка отмывки для определения качества отмывочного раствора.

Определение концентрации отмывочного раствора

Основные сведения о титрации

В индустрии отмывочных жидкостей титрация используется для химического измерения концентрации отмывочной жидкости. Например, в щелочной образец сначала добавляется реагент, вызывающий цветовые изменения в пределах определенного диапазона Ph-нейтральности. Далее в этот образец добавляется точное количество стягивающего Ph-агента, то есть кислота с определенной степенью кислотности, например 0,1 N или 1 N.

Когда появляется номинальный цвет применяемого реагента в пробе отмывочной жидкости, процесс титрации останавливают и подсчитывают объем использованной титрационной кислоты.

Результат титрации сравнивается с коэффициентами в таблице, которая дает возможность определить концентрацию отмывочного агента. Все производители отмывочных агентов (жидкостей) имеют титрационные инструкции на свои продуты (кислоты, щелочи или нейтрали).

Чистая едкая щелочь может быть титрована не только для измерения концентрации, но и для измерения степени загрязнения. Загрязнения снижают качество отмывки в ванне. Титрация помогает определить необходимость замены отмывочного раствора в ванне, частичной замены раствора или перелив отмывочной жидкости.

Стандартная титрационная инструкция

Отмывка щелочным раствором

Возьмем пипеткой 100 мл пробу жидкости из ванны в титрационную емкость.

  1. Добавим в пробу 3–5 капель фенолфталеина.
  2. Титрация пробы с 0,1 N HCl (соляная кислота), пока не исчезнет красный цвет.
  3. Определяем объем использованной 0,1 N HCl.
  4. Считаем процентное содержание путем умножения результата титрации на 1,5.

Можно облегчить работу оператору, сделав настроечную таблицу, которая показывает, сколько моющего средства необходимо добавить в ванну или насколько уменьшить концентрацию отмывочной жидкости.

Метод титрации, описанный выше, может быть преобразован в титрацию железных фосфатов путем замены титрационной кислоты на 0,1 N NaOH.

Аксессуары должны быть высушены после использования, не забывайте осушать капельницу между титрационными процедурами для получения корректных результатов.

Оценка количества жидкости и концентрации

Можно взять 1 мл пробы отмывочной жидкости или больше — тогда раствор будет более насыщенным. Затем можно добавить в пробу чистой воды (10 мл или более) для увеличения количества жидкости и упрощения визуального теста. Известно, что количество добавленной воды не влияет на результат титрации, несмотря на то, что субстанция оригинальной пробы оказывает влияние на результат.

Реагенты

Количество реагента не играет критической роли в титрационной пробе.

Существует большое количество различных реагентов.

Наиболее известные: фенолфталеин, метил-оранж, бром-фенол голубой и бром-крезол зеленый. Выбирать необходимый реагент нужно в соответствии с инструкцией изготовителя.

Титрационная или едкая кислота

В титрации используются кислоты (или едкие кислоты) различной концентрации. Например:

  • 0,1 N HCl и 0,1 N NaOH
  • 1,0 N HCl и 1,0 N NaOH
  • 10 N HCl и 10 N NaOH

Концентрация титрационной или едкой кислоты должна быть точной и определяется концентрацией пробы.

Величина рН

Важно помнить, что кривая pH имеет логарифмический характер, несмотря на то, что действие титрации более сбалансировано. Это значит, что измерение уровня pH не всегда находится в диапазоне корреляции с результатами титрации.

Стадия полоскания

Титрация также может быть использована для контроля стадии полоскания, относительно уровня загрязнения к отмывочному агенту. В этом случае необходимо использовать пробу 100 мл, взятую измерительным стаканом. Далее, в зависимости от рекомендаций производителя и от конкретного случая, может быть определена наивысшая концентрация моющего средства.

Состав титрационного набора

В состав набора входит:

  • реагент;
  • pH-агент;
  • капельница (пипетка) с высокой точностью;
  • титрационная бутылка и другое оборудование, необходимое для титрации.

В следующей публикации будет представлена подробная информация о системах оценки остатков ионных загрязнений на ПП после процесса отмывки.

Другие статьи по этой теме


 
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

Оцените, пожалуйста, удобство и практичность (usability) сайта:
Хорошо
Нормально
Плохо