Wie wichtig ist Reinigung?

Steigerung der Qualität elektronischer Baugruppen

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Mit Blick auf die Miniaturisierung und Komplexität der Baugruppen steigt in vielen Anwendungen die Bedeutung einer Reinigung von Baugruppen. Insbesondere bei nachfolgenden Verguss- oder Bondprozessen ist eine Reinigung unerlässlich um eine einwandfreie Funktion der Elektronik sicher zu stellen. Systronic Produktionstechnologie in Cleebronn zeigte den Teilnehmern der Clean-Days auf, wie wichtig eine Baugruppenreinigung mit den richtigen Systemen und Prozessen sein kann.

Durch eine einwandfreie Reinigung verbessert sich u.a. die Zuverlässigkeit der Schaltungen bei schwierigen klimatischen Verhältnissen wie Feuchtigkeit oder starken Temperaturschwankungen. Zudem erhalten gereinigte Baugruppen einen besseren optischen Eindruck. Der Vortrag zur Notwendigkeit einer Baugruppenreinigung verdeutlichte, dass gerade bei der Fertigung hochwertiger, langlebiger elektronischer Baugruppen eine Reinigung mehr denn je gefordert ist, wobei diese nicht mit der Prozessauswahl, sondern mit dem Layout und der Auswahl der Komponenten beginnt. Letztlich ist die Baugruppenreinigung ein zusätzlicher Prozess in der Wertschöpfungskette und als solcher auch zu behandeln. Kein Problem mehr stellt heute die Suche nach geeigneten Systemen dar, denn Anlagentechnik und die Medien genügen mittlerweile höchsten Ansprüchen. Nicht unerwähnt geblieben ist die Selbstverständlichkeit einer Baugruppenreinigung in der Luft- und Raumfahrtechnik. Der Anwenderbericht von CSC JäkleChemie zeigte die Methodik und Auswahl moderner Reinigungsmedien mit Fokus auf die Sys-Clean Produkte des Veranstalters auf.

Die ausgezeichneten Reinigungsergebnisse beruhen dabei neben regelmäßigen Testversuchen auf eine individuelle Anpassung auf die jeweiligen Prozesse. Eine schnelle Lieferung in verschiedenen Behältergrößen ist durch eine eigene Lagerhaltung umsetzbar. Insofern wird eine konsequente Weiterentwicklung der Reinigungsmedien sowie die enge Zusammenarbeit zwischen Anwender-, Anlagen- und Chemiehersteller für perfekte Reinigungsergebnisse immer wichtiger.

Schablonen im Rampenlicht

Laserjob, als Hersteller von SMD-Schablonen sowie auch Stufenschablonen unter dem Handelsnamen PatchWork-Schablone als Kombination aus Laserschneid- und Laserschweißtechnologie, diskutierte während der Clean Days Schablonen und Reparatursysteme für Spezialfälle. Dabei wurde auf die Stufenschablonen, die PatchWork-Technologie näher eingegangen, um aufzuzeigen, dass diese Technologie eine sehr flexible Methode darstellt und abgerundete Kanten durch die Schweißtechnik aufweist. Eine kundenspezifische bzw. individuelle Realisierung ist genauso möglich wie die nachträgliche Modifizierung der Stufen.

Doch nutzt die beste Schablone nicht viel, wenn sie verschmutzt ist, daher ist es für eine gleichbleibende Druckqualität entscheidend, die Schablonenunterseite optimal zyklisch zu reinigen, wie der Vortrag von Ekra bewies. So soll die Qualität über den kompletten Produktionszeitraum stabil gehalten werden mit dem Ziel, so wenig (Prozessverschlechterung) und so schnell (Taktzeit) wie möglich die Ablagerung von Lotpastenresten abzureinigen. Geht es dabei um die Schablonenreinigung im Drucker besteht die Aufgabe der Reinigungsrolle bzw. -vlies darin, die Verschmutzungen der Schablone ohne Fusselbildung aufzunehmen, ohne die Vakuumleistung zu sehr zu verringern und in Verbindung mit Reinigungsflüssigkeit mechanisch stabil zu bleiben. Durch die unterschiedliche Zusammensetzung der Lotpaste wird die Viskosität bzw. Eigenschaft festgelegt, womit sich die Anforderung an den Reinigungsprozess ändern. Erläutert wurden die wasser- und die lösemittelbasierenden Reinigungsflüssigkeiten mit den nachfolgenden Betriebsarten der Nass-, Trocken- sowie Vakuumreinigung mit all ihren Vor- und Nachteilen, wobei sich letztendlich auch die Einflussgrößen Layout, Pad-Geometrie und Beschichtung der Schablone direkt oder indirekt auf die Reinigung auswirken.

Stets sicherer Reinigungsprozess

Auch ein Reinigungsprozess sollte stets überwacht werden, um eventuelle Störfaktoren in puncto Reinigungsmedien oder Reinigungsanlagen, auszuschalten. Trotz durchgängiger Prozessüberwachung sind daher regelmäßige Kontrollen unumgänglich, was speziell bei der Reinigung von Baugruppen gilt. So orientiert sich die Mindestreinheit von Baugruppen am Standard J-STD-001D, welcher der wichtigste Industriestandard für die Reinheit von gelöteten Baugruppen darstellt. Nach diesem Standard sind Überprüfungen wie die optische Kontrolle mittels Mikroskop mit 20- bis 40-facher Vergrößerung nach IPC-A-610D, die Prüfung der Harzreinheit, eine Messung ionischer Verunreinigungen nach IPC-TM-650/J-STD-001C, die Überprüfung sonstiger organischer Verunreinigung sowie die SIR-Messung (Messung des Oberflächenwiderstands) nach IPC-TM-650, notwendig.

Die Präsentation von CleanControlling über Messmethoden zur partikulären und ionischen Sauberkeit ging detaillierter auf die Testmethoden ein. Hierbei ging es um die Sicherstellung technischer Sauberkeit mit Augenmerk auf Partikel.

Die ionische Verunreinigungen auf Baugruppen durch anorganische sowie organische Salze sind häufig die Ursache für Ausfälle und Funktionsstörungen bei Baugruppen wegen Korrosion, Dendritenwachstum oder Problemen bei der Leitfähigkeit. Demzufolge ist es notwendig, zulässige ionische Verunreinigungen neu zu bewerten und entsprechende Sollwerte festzuschreiben, wobei die Vorgaben je nach Anwendungsfall variieren können und den Anforderungen angepasst werden müssen. Die Analyseverfahren zur ionischen Verunreinigung ROSE(Resitivity of Solvent Extract) mittels Messung der Leitfähigkeit der Lösung, Ionenchromatographie zur Bestimmung der Menge an definierten Ionen und TOC zur Erkenntnis über die Menge der verbliebenen Tenside wie auch eine Methode der Wahl zur Prozessvalidierung, wurden vorgestellt.

Nachdem der Bedarf und die Qualität von reinem Wasser ständig steigenden Anforderungen unterliegt, dokumentierte Orben die richtige Prozessauswahl sowie geeignete Komponenten zur Wasseraufbereitung. Nachweisgrenzen von Restkonzentrationen im ppb-Bereich und der Einsatz hoch entwickelter Analyse-Systeme fordern Wasserqualitäten höchster Reinheit. Innerhalb der Grundlagenschulung zur Wasseraufbereitung wurde das Prinzip des Ionenaustausches einfach dargestellt. Näher eingegangen wurde auf das Prinzip der Vollentsalzung sowie der angebotenen Technologien, Services und Geräte des Unternehmens.

Mit dem Bericht Risiko & Sicherheit im Umgang mit Gefahrstoffen sollten die Teilnehmer sensibilisiert werden, um Unfälle zu vermeiden. Anhand der Gefahrstoffkennzeichnung der verschiedenen Reinigungsmedien des Veranstalters wurde verdeutlich, wo die Gefahren liegen, wie diese zu vermeiden sind und wie man sich richtig dagegen schützen kann. Denn vor dem Umgang mit Gefahrstoffen steht das Informieren über den zu handelnden Stoff durch Lesen der Betriebsanweisungen, Sicherheitsdatenblatt, Etikett sowie Gefährdungsbeurteilungen.

Ein Schutz sollte anhand geeigneter sinnvoller Ausrüstung in Form von Kleidung, Gesichtsschutz, Schutzbrille, Handschuhe etc. vorhanden sein. Durch Schulung sollte sensibilisiert und persönliche Achtsamkeit für einen sicheren Umgang vermittelt werden, denn für sämtliche Arbeiten mit Gefahrstoffen ist eine regelmäßige Schulung der Mitarbeiter und teilweise auch ein Sachkundennachweis erforderlich.

Digitalisierte Reinigung

Digitalisierung der Produktion mit ProX Smart Factory für eine Produktion ohne Unterbrechung durch Transparenz in der Fertigung machte sich Promatix zum Thema. Tool ProXM erfasst dabei Einzelmaschinen und wertet diese für messbare Produktionssteigerungen aus. ProXL geht einen Schritt weiter und hat die Produktionslinie im Visier, um Schwachstellen zu erkennen, erfassen und analysieren. Speziell für SMD Linien entwickelt, wird in besonderer Weise die Art der Anlagenverkettung in diesem Bereich berücksichtigt, alle Daten sind in Echtzeit verfügbar. Zur Kontrolle und Steuerung von Industrie 4.0, sprich die Kommunikation zwischen Anlagen, Produkt und Planungstool steht ProXXL zur Verfügung, um nacheinander unterschiedliche Aufträge mit verschiedenen Produkten ohne menschlichen Eingriff in automatisierten Produktionsschritten abzuarbeiten. Das Plus dieser Tools für die Produktion besteht darin, dass alle Daten sofort digital verfügbar sind und in Echtzeit verständlich grafisch angezeigt werden.

Nachdem Lösungen und Systeme für Industrie 4.0 im Repertoire des Veranstalters vorhanden bzw. in Arbeit sind und stets besser werden, hat Digitalisierung in Verbindung mit Reinigung durchaus seine Berechtigung. Es sind bereits innovative Anwendungsfälle auch für die Einbindung des Reinigungsprozesses existent.

Wichtig ist dabei die richtige Definition der nötigen Daten und Abläufe für den jeweiligen Prozess. Als Ziel wird die einheitliche Definition von Kommunikationsschnittstellen gesehen, idealer Weise mit festgelegten Positionen für definierte Informationen innerhalb eines Strings oder Arrays.

Abschließend wurden noch die Neuigkeiten bei Systronic präsentiert und die im Markt erfolgreich eingeführten Reiniger der Sys-Clean Reihe wie ein wässriger Ultraschallreiniger für Paste und Kleber, ein alkalischer Multireiniger pH 11–12, ein Reiniger zur Lackierrahmenreinigung ohne Ex-Schutz sowie der wässrige, pH-neutrale und selbstspülende Schablonenreiniger für Sinterpasten und Kleber vorgestellt. Mit der CL420L Anlage mit ihrem spiegelverkehrten Aufbau präsentierte man u.a. die Alternative zu Doppelkammeranlagen oder auch die 2. Generation CL900S zur Baugruppenreinigung, die auch zur SMTconnect gezeigt wurde. Mit einem Ausblick auf weitere Neuheiten ging die zweitägige Veranstaltung rund um die Baugruppenreinigung zu Ende. (dj)

www.systronic.de

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