Технологии в электронной промышленности №2'2009

Новые принципы очистки трафаретов и печатных плат работают!

Джудит Риесс-Фрохберг

Андреас Харейн

Перевод: Никита Сухов

С помощью оптимизированного процесса компания Marquardt смогла осуществить очистку своих трафаретов и печатных плат с опечатками. Паяльная паста, пропиточный состав и остатки флюса теперь могут быть удалены за один процесс очистки. Благодаря этому, двусторонние смонтированные печатных плат, на часть из которых с одной стороны уже была нанесена паяльная паста, могут быть повторно введены в процесс производства. Таким образом, компания свела издержки к минимуму и понизила цену продукта.

Компания Marquardt GmbH, расположенная в городе Rietheim-Weilheim на юге Германии, производит выключатели и комплектующие для электронной промышленности более 80 лет. Специализируясь на электронике и точном проектировании, она представляет собой международную корпоративную группу с производством в Европе, Африке, Азии и Америке, в ее штате — более чем 4000 сотрудников. Как один из самых инновационных разработчиков и производителей выключателей и переключающихся систем для многочисленных отраслей промышленности, в прошлом году эта семейная компания получила доход в 470 млн евро. Решающим фактором в непрерывном росте корпоративной группы в течение прошлых лет была и остается инновация. Компания инвестирует более 7% своего ежегодного дохода в научные исследования новых продуктов. Расширение предложения продукта вместе с более высоким качеством очистительных циклов трафаретов увеличило требования к процессу очистки. В результате в 2006 году руководство компании приняло решение приобрести новую систему для очистки трафаретов и удаления опечаток.

Требования к процессу очистки



Рис. 1. Печатные платы, произведенные с дефектами

Запланированный процесс должен подходить как для очистки трафаретов, загрязненных паяльной пастой и пропиточным составом, так и для очистки ПП с опечатками (рис. 1). Marquardt не только хотела удалить остатки паяльной пасты или пропиточный состав с ПП с опечатками, но и удалить остатки флюса после процесса спаивания на уже смонтированной и спаянной стороне (рис. 2). Однако удаление флюса на спаянной стороне — сложная задача, так как использование обычных (традиционных, стандартных) чистящих составов для трафаретов чможет приводить к неудовлетворительным результатам. Часто так называемые «белые остатки» остаются на ПП и могут вызвать проблемы в данной области (такие как электрохимическое перемещение, коррозия и недостатки покрытия) при определенных климатических условиях. Следовательно, среда очистки и сам процесс должны быть адаптированы к требованиям очистки опечаток. Преимущество такого процесса состоит в том, что платы с опечатками, которые уже спаяны с одной стороны, не придется списывать, и они могут быть повторно введены в процесс. Это понижает уровень издержек производства.



Рис. 2. Дефекты ПП на стороне, где размещены и пропаяны элементы

Выбор процесса очистки

Чтобы правильно выбрать оборудование, соответствующее процессу производства и предъявляемым к нему требованиям, Marquardt определила его необходимую пропускную способность. Было установлено, что трафареты 6 линий поверхностного монтажа имеют наибольший процент пропускной способности. Они очищаются 1–4 раза за смену, таким образом, производится минимум от 18 до 72 циклов очистки в день в 3-сменном режиме работы. Кроме этих трафаретов, есть неспаянные платы с опечатками и платы с опечатками с одной спаянной стороной. Паяльная паста, пропиточный состав и остатки флюса должны были быть удалены за один этап очистки. Процесс определил также строгие требования к безопасности в работе. Поэтому предпочли водную среду очистки, так как она не могла воспламениться благодаря своим физическим свойствам, такой состав легче сохранить, и он более безопасен в обращении по сравнению со средой очистки, основанной на растворителях.

Что касается экономичности, то должна была быть и высокая способность ванны с чистящим веществом к накоплению загрязнений и, следовательно, долгий срок ее службы, снижающий общую стоимость. После того как были установлены все существенные характеристики нового процесса очистки, протестировали различные очищающие машины и чистящие вещества. В Техническом Центре Zestron были проведены серии испытаний по очистке в одно- и многокамерных распылительных очистительных машинах, ультразвуковых и очистительных машинах распыления при погружении с различными, основанными на воде очистительными средствами. В конце концов, выбор был остановлен на Systronic CL 500, 3-камерной распылительной очистительной машине, с микрофазным чистящим средством Vigon SC 202, основанным на воде, так как эта технология лучше остальных отвечала особым требованиям (рис. 3).



Рис. 3. Устройство для очистки Systronic CL 500

Процесс очистки на практике

В зависимости от того, какие части необходимо очистить, запускается определенная программа, сохраненная в системе управления процессом. Очищающее вещество выкачивается из резервуара поставки и наносится на трафареты или ПП посредством вращающегося кронштейна распылителя. Очистка происходит в замкнутом цикле и сопровождается так называемой «утечкой времени», чтобы водная среда очистки могла вернуться к резервуару подачи. При помощи автоматической конвейерной системы очищенные части доставляются через камеру отмывки в камеру сушки. В камере отмывки трафареты и сборки проходят между неподвижными соплами. Там смывается чистящее средство и любые приклеенные остаточные частицы. Подложка сохнет быстро под действием горячего воздуха, подаваемого поперечно-проточным вентилятором.

Как было описано, в чистящей машине есть отдельные камеры для очистки, отмывки и сушки. Согласно этому 3-камерному процессу чистящее средство сопровождает очищаемые поверхности (трафареты или ПП) от очистительной до отмывочной камеры. Чистящее вещество на стенах камеры, трубах и насосах остается в камере очистки и не смывается. Очистка и отмывка носителя, таким образом, оптимально разделены. По сравнению с однокамерными очистительными машинами потребление очищающего средства меньше при 3-камерной системе очистки. В дополнение к более низкому потреблению этого средства обработка водой для отмывки намного более экономична, так как смывается меньше чистящего вещества. Поэтому производители были убеждены в более низкой предельной стоимости при 3-камерном процессе очистки. Как было упомянуто, сушка происходит в отдельной камере. Это позволяет одновременно очищать 2 трафарета, что обеспечивает более высокую пропускную способность, ожидаемую Marquardt в будущем. Кроме того, разделение камер чистки и сушки предотвращает высыхание стен камеры очистки. Сушатся только очищенные части, что тоже сокращает расходы.



Рис. 4. Размещенные и припаянные элементы с остатками флюса до и после отмывки

Процесс очистки трафарета или ПП от опечаток заканчивается в водной среде. Небольшая щелочность чистящего средства, особенно предназначенного для очистки опечаток, надежно удаляет паяльную пасту, пропиточный состав с трафаретов и остатки флюса со сборок с опечатками (рис. 4). Чистящее средство основано на MPC-технологии, которая позволяет удалить загрязнения с поверхности с помощью микрофазы. Впоследствии эти микрофазы выделяют загрязнения в окружающую водную фазу и отфильтровываются. Фильтры в чистящей машине постоянно удаляют остатки из системы. Благодаря этому непрерывному восстановлению чистящего средства достигнут более длительный срок использования ванны, чем при использовании обычных средств (рис. 5). Это в свою очередь уменьшает предельные производственные издержки. Процесс очистки, основанный на воде, отвечает также требованиям, касающимся безопасности при работе и хранении. Чистящее вещество не содержит опасных материалов, не огнеопасно, и поэтому можно гарантировать оптимальные условия работы с ним и его хранения. В целом, применение нового процесса позволило достичь оптимальных результатов очистки, что отвечает всем требованиям Marquardt.



Рис. 5. Сравнение срока эксплуатации ванны при использовании MPC чистящих средств с обычными чистящими средствами

Заключение

3-камерный процесс очистки оказался особенно экономичным благодаря уменьшенному вымыванию чистящего средства и минимальной потере воды при испарении. Загрязнители, такие как паяльная паста, пропиточный состав SMT и остатки флюса, полностью удаляются современными водными средствами. Тесное сотрудничество клиента, производителя устройства и поставщика химического реагента перед очисткой позволило развить процесс, он оптимально удовлетворяет всем требованиям изготовителя относительно эффективности и предельных затрат на очистку.

Другие статьи по этой теме


 
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

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

228 УК РФ
228 УК РФ
1zakon.su
Игровые мыши
Интернет магазин / Проводные мыши. Купите сейчас
vikeliks.ru
Ресторан Бибирево
Адреса ресторанов
guavabar.ru