acp-Schneestrahltechnologie

Bild links vor der CO2-Reinigung vorher. Bild rechts nach der Reinigung. Sämtliche Flussmittelrückstände werden durch die Schneestrahltechnologie vollständig, prozesssicher und reproduzierbar entfernt. (Bild: acp systems)

Wirkmechanismen der Schneestrahltechnologie
Durch das Zusammenspiel der vier Wirkmechanismen der Schneestrahltechnologie erfolgt die Reinigung effektiv und schnell sowie gleichzeitig schonend, sodass die Leiterplattenstrukturen nicht beeinträchtigt werden. (Bild: acp systems)

Kayser Limited Shenzhen fertigt elektronische Module für den europäischen Markt. Das Bestücken, Löten und Montieren der Leiterplatten erfolgt auf einer vollautomatischen Fertigungsstraße mit einer Kapazität von rund zwei Mio. Leiterplatten jährlich. Die durch den Lötprozess auf den Leiterplatten zurückbleibenden Flussmittelrückstände wurden lange Zeit durch eine nasschemische Reinigung entfernt. Dies machte einerseits eine zeit- und energieaufwendige Trocknung der Teile erforderlich. Andererseits mussten die Reinigungsbäder ständig überwacht und aufbereitet werden, was ebenfalls kostenintensiv war und durch steigende Abwasserkosten zunehmend unwirtschaftlich wurde. Das Unternehmen schaute sich deshalb nach einer Reinigungsalternative um. Fündig wurde man mit der quattroClean-Schneestrahltechnologie von acp systems.

CO2-Schneereinigung erklärt

Trockene Reinigung mit CO2

Das Reinigungsverfahren nutzt flüssiges, nicht korrosives und klimaneutrales Kohlendioxid als Reinigungsmedium. Es wird durch eine verschleißfreie Zweistoff-Ringdüse geleitet und entspannt beim Austritt aus der Düse zu feinem CO2-Schnee. Diesen Kernstrahl bündelt ein separater, ringförmiger Druckluft-Mantelstrahl und beschleunigt ihn auf Überschallgeschwindigkeit. Trifft der gut fokussierbare Schnee-Druckluftstrahl auf die zu reinigende Oberfläche, kommt es zu einer Kombination aus thermischem, mechanischem, Sublimations- und Lösemitteleffekt. Durch das Zusammenspiel dieser vier Wirkmechanismen werden die Flussmittelrückstände vollständig, prozessstabil und reproduzierbar entfernt.

Da das kristalline Kohlendioxid während der Reinigung sublimiert, sind die Leiterplatten sofort trocken und können direkt montiert und verpackt werden. Die aerodynamische Kraft der Druckluft sorgt parallel dafür, dass von der Oberfläche abgelöste Verunreinigungen weggeströmt und durch eine integrierte Absaugung aus dem Reinigungsmodul entfernt werden.

In die Fertigungsstraße integriertes Reinigungsmodul

Für den vollautomatischen Reinigungsprozess ergänzte acp systems die Fertigungsstraße um ein Jet-Modul. In die kompakte Reinigungszelle werden jeweils fünf bestückte Leiterplatten eingeschleust. Eine Maskierung sorgt dafür, dass nur die Bereiche gereinigt werden, auf denen sich Flussmittelrückstände befinden. Sie werden mit einer auf einer horizontal verfahrbaren Achse angebrachten Düse abgefahren. Die selektive Reinigung aller fünf Leiterplatten, bei der eine Beeinträchtigung der Leiterplattenstrukturen  ausgeschlossen ist, erfolgt innerhalb von 20 Sekunden. Anschließend werden die Leiterplatten wieder in die Fertigungsstraße eingeschleust.

Ermittlung der Prozessparameter Schneestrahlreinigung
Die Prozessparameter, z.B. Volumenstrom von Kohlendioxid und Druckluft sowie Strahldauer für die Reinigung der Leiterplatten, können im Technikum von acp durch Reinigungsversuche ermittelt und als teilespezifische Programme in der Steuerung abgespeichert werden. (Bild: acp systems)

Durch den Wechsel zur quattro Clean-Schneestrahltechnologie, die inline durchgeführt wird, erzielt Kayser nicht nur eine deutliche Zeitersparnis, sondern konnte auch die Produktionskosten signifikant senken. Da die Reinigung prozessstabil und reproduzierbar erfolgt, ist gleichzeitig für ein gleichbleibend hohes Qualitätsniveau gesorgt.

Petra Gottwald

Petra Gottwald

Chefredakteurin productronic, nach Unterlagen von acp systems, Ditzingen

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acp systems AG

Berblingerstraße 8
71254 Ditzingen
Germany