Elektronikfertigung: Ohne Qualitätssicherung geht bei der Reinigung nichts

Warum die Reinigung für die Elektronikfertigung immer wichtiger wird, liegt nicht nur darin begründet, dass sie als Grundlage für den weiteren Beschichtungsprozess dient. Durch die ständig steigenden Anforderungen hinsichtlich höherer Packungsdichten bei steigender Miniaturisierung rücken durch Feuchte und Verunreinigungen ausgelöste Fehlfunktionen vermehrt in den Fokus. Die immer komplexer werdenden elektronischen Baugruppen sind in ihrer Wertigkeit teuer und benötigen daher einen umfassenden Schutz – vor Flussmittel aus dem Lötprozess, vor Aktivatoren, vor Verunreinigungen wie etwa metallische und nichtmetallische Partikel, vor Säuren und vor durch Feuchte ausgelöste Elektrochemischer Migration.

Zuverlässigkeit durch Reinigung

Gilt es, elektronische Baugruppen vor Elektrochemischer Migration (ECM) sowie anderen verunreinigungs- und feuchtebedingten Fehlerbildern zu schützen, ist die Beschichtung die erste Wahl. Um jedoch eine hohe Benetzbarkeit der Baugruppe insbesondere an den Kanten zu erreichen, ist es jedoch erforderlich, den geeigneten Reinigungsprozess zu finden. Dieser sollte jegliche Flussmittel, Aktivatoren und sonstige Verunreinigungen rückstandsfrei von der Baugruppe entfernen können, so dass die nötige Reinheit zur Vermeidung von ECM sichergestellt ist. Darüber hinaus sollte der Reinigungsprozess die Oberfläche der Baugruppe optimal auf die nachfolgende Beschichtung vorbereiten.

Bei der Auswahl eines Reinigungsprozesses ist es daher wichtig, auf die richtige Kombination aus Reinigungschemie, Reinigungsanlage und Prozessüberwachung zu achten, um einen langfristig stabilen Reinigungsprozess und gleichbleibende Qualität zu erreichen.

Die richtige Wahl bei Reinigungssystemen treffen

Wer sich mit Reinigungsanlagen für die Elektronikfertigung beschäftigt, stellt schnell fest: Es gibt verschiedene Reinigungsprozesse, die allesamt ihre Daseinsberechtigung haben. Neben dem Ultraschall- und Tauchprozess, hat sich insbesondere die Spritz- oder Sprühtechnik als qualifizierter Reinigungsprozess etabliert. Der tschechische Hersteller PBT Works setzt bei seinen Reinigungsanlagen auf diese bewährte Technologie. Auf der Messe SMTconnect 2022 stellt Factronix gemeinsam mit PBT Works gleich drei verschiedene Reinigungssysteme aus: Auf dem Factronix-Messestand 4A.110 wird das kompakte System Miniswash live demonstriert. Darüber hinaus stellt Factronix auf dem Gemeinschaftsstand Future Packaging vom Fraunhofer IZM in Halle 5, Stand 434, die Hyperswash genannte Anlage aus. Schließlich wird auf dem Messestand 4A.207 von PBT Works das neue Flaggschiff Hyperclean seine Premiere feiern. Was eint diese Reinigungssysteme? Sie alle erfüllen die wesentlichen Kriterien für einen auditiersicheren qualifizierten Reinigungsprozess und sorgen überdies für ein besonders gleichmäßiges und sauberes Reinigungsergebnis. Und nicht nur das.

Weil die beidseitigen Direktbesprühungsarme sehr nahe am Reinigungsgut entlangfahren, wird eine präzise Reinigung ohne Abschattung ermöglicht. Die an den Sprüharmen angebrachten Heißluftmesser mit Turbogebläse ermöglichen ausgesprochen kurze Trocknungszeiten, was die Prozesszeiten erheblich minimiert. Ein Beispiel: Druckschablonen reinigt das Miniswash-Reinigungssystem in weniger als 10 min. Folglich profitieren Anwender von einer signifikanten Zeit- und Kostenersparnis, ohne dabei eine aufwändigen Prozessevaluierung durchlaufen zu müssen.

Für einen ausgewogenen Sprühdruck sorgen die motorisch betriebenen Sprüharme, die eine synchrone Rotation selbiger sicherstellen. Dadurch wird eine Deformierung sehr empfindlicher Druckschablonen, Leiterplatten oder Baugruppen vermieden. Durch die programmierbare Beheizung des Reinigungsmittels stellt auch das Entfernen von Klebern kein Problem dar.

Auch der Verbrauch von Wasser und Reinigungsmedien ist gering. Hier kann die Miniswash mit lediglich 100 ml pro Zyklus punkten. Sie ist für die prozesssichere Feinreinigung von Sieben, Rakeln und Druckschablonen und von schwer zu reinigenden Pump-Print-Schablonen sowie von Leiterplatten und Baugruppen konzipiert. Als geschlossenes Reinigungssystem lässt sich die Miniswash völlig autark betreiben und benötigt weder Abfluss noch Frischwasseranschluss. Die Reinigung und Wiederaufbereitung des Reinigungsmittels erfolgt über Absetzbecken, Vorfilter und Feinstfilter. Die Reinigungsanlagen Hyperswash und Hyerclean besitzen jeweils drei separate Tanksysteme. Dadurch ist es möglich, die Anlage geschlossen oder offen zu betreiben – also im Reinigungskreislauf, Grob- und Feinspülkreislauf. Dabei wird die Spülwasserqualität durch einen Leitwertsensor überwacht, Mixbed- und Aktivkohlepatronen sorgen für die Wiederaufbereitung. Ein Waschprozess in geschlossener Variante kann ohne Abwasser laufen und wird durch Filtersysteme/Patronen gefiltert und regeneriert.

Überdies sind alle Reinigungsanlagen von PBT Works mit sämtlichen Reinigungsmedien kompatibel. Sehr gute Erfahrungen hat Factronix mit der Reinigungschemie von Zestron Europe gemacht, weshalb im Jahr 2021 eine projektorientierte Kooperation für Deutschland vereinbart wurde. Bereits seit einigen Jahren arbeiten der Systemlieferant Factronix und Zestron Europe projektbezogen zusammen. So nimmt Factronix bei Auslieferung der im Portfolio befindlichen PBT-Reinigungssysteme auf Kundenwunsch die Erstbefüllung mit einem Reinigungsmedium von Zestron Europe vor.

Reinigungsanalyse mit Glas-Testsubstraten

Die Bereiche unterhalb von Bauteilen perfekt zu reinigen, ist nach wie vor die schwierigste und kritischste Aufgabe im gesamten Reinigungsprozess. Bislang ließen sich Reinigungsergebnisse lediglich mittels Kontaminometer oder durch Ionografie prüfen. Diese Methoden geben jedoch keine Aussage über die örtliche Rest-Verunreinigung, sondern liefern lediglich ein Summenresultat der gesamten Oberfläche. Da moderne No-Clean-Flussmittel nur sehr schwer löslich sind, hängt das Messergebnis eines Kontaminometers nicht nur von der Menge der verbliebenen Rückstände ab, sondern zudem von deren Löslichkeit im Kontaminometer selbst.

Daher hat PBT Works mit Verinas eine Testmethode entwickelt, die die Reinigungseffizienz zuverlässig ermitteln kann. Verwendet werden hierbei sehr stabile mechanische Versuchskörper auf durchsichtigem Trägermaterial. In der Regel besteht das Trägermaterial aus Glas. Dieser Aufbau ermöglicht es, das Reinigungsergebnis über die Unterseite optisch zu beurteilen. Als Ergebnis der Reinigungseffizienz werden die verbliebenen Rückstände unter den Bauteilen mit Hilfe eines AOI-Systems und einer speziellen Software analysiert und als Zahlenwerte ausgegeben. Hierbei kommen feine Farbfilter zum Einsatz, um eine deutliche Trennung gereinigter und ungereinigter Bereiche unter den Bauteilen darzustellen.

Value Added mit Service und Support

Mit der Wahl des passenden Reinigungssystems ist es allein nicht getan: Systemlieferant Factronix setzt gezielt auf umfassende Kundenberatung direkt an den Reinigungsanlagen. Während der SMT-Messe am eigenen Messestand (4A.110) mit der Miniswash und am Future-Packaging-Stand (5.434) an der Hyperswash, aber auch im Technischen Zentrum von Zestron Europe in Ingolstadt. Denn dort sind alle Modelle der PBT-Reinigungssysteme für Evaluierungen der Reinigungsprozesse und Reinigungsversuche installiert.

Kunden können sich direkt an den Reinigungssystemen über deren Leistungsmerkmale unter realen Praxisbedingungen überzeugen. Factronix bietet hierbei solide Beratung und erörtert Fragestellungen zur Zuverlässigkeit der Baugruppenreinigung mit den unterschiedlichen Reinigungsmedien. Workshops, um fundiertes und praxisrelevantes Wissen hinsichtlich der zuverlässigen und effizienten Reinigung elektronischer Baugruppen, Druckschablonen und Fehldrucke zu vermitteln, bietet Factronix ebenfalls an.

SMTconnect:

Factronix: Halle 4A, Stand 110
PBT Works: Halle 4A. Stand 207
Future Packaging: Halle 5, Stand 434