Flexible Lösung für multiple Anwendungen - MATTHES · Maschinen ...

EPP MÄRZ/APRIL 2007
BAUGRUPPENFERTIGUNG
Spritzreinigungsverfahren im Spülmaschinentyp
Flexible Lösung für
multiple Anwendungen
Stefan Strixner, Zestron Europe, Ingolstadt
In den letzten Jahren ist in Europa der Anteil von Spritzreinigungsverfahren
zunehmend angestiegen. Neben den genannten Inline-
Rei nigungsprozessen werden auf dem europäischen Markt Spritzreinigungsprozesse
in Anlagen des Spülmaschinentyps gerade für kleinere
Stückzahlen häufig eingesetzt. Hierbei stehen nicht nur die bekannten
Vorteile wie eine kompakte, preisgünstige Anlagentechnik
im Vordergrund, sondern auch die Flexibilität des Verfahrens.
Das Reinigungsprinzip des Spülmaschinentyps
(Bild 1) ist dem Konzept einer Haushaltsspülmaschine
ähnlich und daher für den Anwender ein
sehr eingängiges Verfahren. Natürlich sind die eingesetzten
Materialien den Anforderungen einer
industriellen Reinigungsanwendung angepasst.
Darüber hinaus unterscheidet sich der Prozess in
einer Industrieanlage dadurch, dass das eingesetzte
Reinigungsmedium im Kreislauf geführt und so
mehrfach verwendet wird. Die Spritzreinigung wie
auch die nachfolgenden Spülschritte erfolgen
schonend bei einem relativ niedrigen Druck.
Wie im Prozessschema (Bild 2) beschrieben, wird
der Reiniger aus dem Medientank in die Reinigungsanlage
gepumpt und dort auf die voreingestellte
Betriebstemperatur erwärmt. Sobald die
gewählte Arbeitstemperatur erreicht ist, beginnt
der eigentliche Reinigungsvorgang über die per
Programmierung festgelegte Zeit. Nach Ablauf der
Reinigungszeit wird der Reiniger zurück in den
Medientank gepumpt, wo er für die folgenden
Reinigungsprozesse bereitsteht. Nach diversen
Spülschritten, die mit enthärtetem oder VE-Wasser
gefahren werden, erfolgt eine abschließende
Warmlufttrocknung. Zusätzlich vorhandene Dosierkanäle
erlauben bei Bedarf die Zugabe von Additiven,
wie z. B. Inhibitoren oder Entschäumern.
Eine Auswahl unterschiedlicher Warenkörbe ermöglicht
außerdem die Reinigung verschiedenartigster
Bauteilegeometrien und -größen.
Das optimale
Reinigungssystem
Ein optimal auf diesen Anlagentyp abgestimmtes
Reiniger-System ist das wasserbasierende Micro
Phase Cleaning (MPC). Eine Besonderheit dieser
patentierten Technologie ist, dass die Reiniger im
Gegensatz zu den klassischen Tensidsystemen den
aufgenommenen Schmutz nicht an ihre rei-
Bild 1: Miele Reinigungsautomat
IR 6001
Bild 2: Prozessschema – Spritzreinigung
in einer Anlage des
Spülmaschinentyps
nigungsaktiven Bestandteile binden. Die Microphasen
nehmen die Verunreinigung nur temporär
auf und geben sie dann wieder an die Filter ab, wodurch
sie aus dem Reinigungsbad entfernt werden.
Diese Technologie bietet folgende Vorteile:
· Es kommt bei der Aufbereitung nicht zur selektiven
Verarmung aktiver Reinigerkomponenten.
· Der eingetragene Schmutz kann durch simple
Badpflegemaßnahmen, wie z. B. eine Filtration,
sehr einfach aus dem System entfernt werden
· In Folge werden deutlich längere Badstandzeiten
im Vergleich zu Lösemittel- bzw. Tensidreinigern
sowie geringere Prozesskosten erzielt.
MPC-Reiniger, wie sie in der Baugruppenreinigung
verwendet werden, wurden speziell für diesen Einsatzzweck
entwickelt. Sie zeichnen sich durch ihre
breitbandige Einsetzbarkeit bei der Entfernung aller
Arten von Flussmitteln aus. Aufgrund von polaren
sowie unpolaren Bestandteilen werden neben
organischen auch anorganische Verunreinigungen
wie z. B. salzartige Rückstände in einem Prozess
entfernt. Durch die tensidfreie Formulierung
werden sie rückstandsfrei gespült und getrocknet
und ermöglichen so eine kompakte und sichere
Prozessführung. Auch bleifreie Lotpasten wurden
umfangreichen Tests unterzogen und lassen sich
mit MPC-Reinigern problemlos entfernen.
Der Prozess in der Praxis
Diese Kombination ermöglicht es, Standardlösungen
für unterschiedlichste Reinigungsanforderungen einzusetzen.
Dies zeigen auch die Anwendungsbeispiele
bei der HL Planartechnik GmbH, business division
of Measurement Specialties, in Dortmund und der HE
– System-Electronic GmbH & Co. KG in Veitsbronn
bei Nürnberg. Beide Anwender setzen für völlig unterschiedliche
Anwendungen in ihrer Fertigung einen
Spritzreinigungsprozess in einem Miele Reinigungsautomaten
IR 6001 (zukünftig durch die
Miele IR 6002 abgelöst) mit dem wasserbasierenden
MPC-Reiniger VIGON A 200 ein.
Bei HL Planartechnik werden Neigungssensoren
(Bild 3) nach dem Löten gereinigt. Da die Neigungssensoren
der Automobilindustrie zugeliefert
werden, sind die für die Branche typischen, hohen
Reinheitsstandards einzuhalten. Kolophoniumrückstände
aus dem Lötprozess mit einem hochbleihaltigen
Lötdraht müssen rückstandsfrei entfernt
werden (Bild 4). Darüber hinaus werden die
Sensoren nach dem Reinigungsprozess per Tintenstrahldrucker
gekennzeichnet, so dass neben der
Flussmittelfreiheit auch eine bedruckbare Oberfläche
mit guter Farbhaftung gefordert ist. Der
Durchsatz beträgt bis zu 3 000 Stück pro Tag mit

steigender Tendenz. Mit der Einführung und Optimierung
des Reinigungsprozesses (Tabelle) werden
die gewünschten Resultate reproduzierbar erzielt.
Die Firma HE – System-Electronic reinigt 4“ x
4“ Keramikhybride (Bild 5) und FR4-Baugruppen
nach Reflow- und Kammlötprozessen. Auch diese
Produkte werden vorrangig für die Automobilindustrie
gefertigt. Die Reinheitsanforderungen
orientieren sich hier am J-Std 001D und am nachfolgenden
Drahtbondprozess. Gereinigt werden
ca. 4 bis 5 Anlagenfüllungen pro Tag. Der wasserbasierende
Spritzreinigungsprozess zeigte hier
nach der Umstellung auf den bleifreien Lötprozess
deutlich bessere Resultate als die bis dahin eingesetzte
Lösemittelreinigung. Mit den evaluierten Parametern
(Tabelle) konnten die geforderten Grenzwerte
der ionischen Kontamination eingehalten
und bondbare Oberflächen garantiert werden.
Fazit
Die Umsetzung unterschiedlicher Reinigungsanwendungen
in der Prozesskombination Miele IR
6001/VIGON A 200 ist mit geringem Aufwand
durch einfache Änderungen der Parameter möglich.
Neben den beschriebenen Anwendungen
lässt sich z. B. auch die Reinigung von fehlbedruckten
Leiterplatten realisieren. Unter Verwendung
eines dafür ausgelegten Reinigungsmediums ist
auch bei Bedarf die Reinigung von Schablonen
oder Lötrahmen und Kondensatfallen möglich. Bei
dem Verfahren handelt es sich um ein modernes
Reinigungssystem, das auf minimaler Standfläche
verschiedensten Anforderungen gerecht wird. Der
kompakte Prozess läuft vollautomatisch und kann
für die maschinelle Reinigung in allen Bereichen
der SMT-Fertigung eingesetzt werden. Er birgt gerade
durch diese hohe Flexibilität ein attraktives
Einsparpotenzial für Unternehmen mit differen-
Tabelle: Prozessparameter im Vergleich
Bild 3: Neigungssensor
von HL Planar-
technik
Bild 4: Neigungssensoren von HL Planartechnik vor
(links) und nach der Reinigung (rechts)
Bild 5: Keramikhybrid
der
Firma HE – System-Electronic
zierten Reinigungsanforderungen. Bei der Projektumsetzung
war für die Anwender besonders die
enge Zusammenarbeit von Anlagenhersteller und
Reinigerhersteller von besonderem Nutzen. Dadurch
konnten die Anwender auf einen optimalen
Support zurückgreifen.
www.zestron.com
HL Planartechnik HE-System-Electronic
Reinigung
Medium VIGON A 200 (30 %) VIGON A 200 (20 %) + 1 % VIGON plus Cl 20
Temperatur 50 °C 50 °C
Zeit
Spülen 1+2
10 min 10 min
Medium Enthärtetes Wasser Enthärtetes Wasser (+ VIGON plus DF 30)
Temperatur Raumtemperatur Raumtemperatur
Zeit
Spülen 3+4
Je 3 min Je 1 min
Medium VE-Wasser VE-Wasser
Temperatur 40 °C + 50 °C 50 °C
Zeit
Trocknung
3 min + 2 min Je 2 min
Medium Umluft
Temperatur 100 °C 115 °C
Zeit 30 min 35 min
Gesamtprozesszeit 50 min 50 min
EPP MÄRZ/APRIL 2007