DE3328091C1

DE3328091C1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Reinigen von bestückten, gedruckten Schaltungen und dergleichen

Info

Publication number: DE3328091C1
Application number: DE19833328091
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ing.(grad.) 8012 Ottobrunn Knollmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-08-03
Filing date: 1983-08-03
Publication date: 1984-09-20

Description

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Schaltungen o. dgl. mindestens nach dem letz- ten Besprühen mit einem gasförmigen Medium angeblasen werden.
Nachdem die üblichen Reinigungs- oder Lösungsmittel für die Teilchen, nämlich z. B. Fluorkohlenwasserstoff einen relativ niedrigen Siedepunkt in der Größenordnung von 38-500 haben und andererseits die gasförmige Phase, d. h. also die entsprechenden Dämpfe ein größeres spezifisches Gewicht als die Luft haben, wird vorteilhaft als gasförmiges Medium nicht Luft sondern die gasförmige Phase des Reinigungsmittels, also z. B.
des Fluorkohlenwasserstoffs verwendet.
Nach einer besonders bevorzugten Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens wechseln mehrere Sprüh- und Blasphasen ab. Auf diese Weise wird erreicht, daß jeweils zwischen den einzelnen Sprühphasen das Abtropfen des Reinigungsmittels mit den Schmutzteilchen durch die Anblasphasen gefördert wird. Durch ein wiederholtes Besprühen und Anblasen kann die obenerwähnte gewünschte Sicherheit erreicht werden.
Zweckmäßigerweise wird das gasförmige Medium in einer abgedichteten Kammer z. B. mit einem Gebläse o. dgl. in Umlauf gesetzt; während bei dem obenerwähnten bekannten Besprühverfahren die Anlage lediglich abgedeckt ist, um Umweltschäden zu vermeiden, hat sich das Umwälzen der gasförmigen Phase des Reinigungsmittels im vorliegenden Fall als ganz besonders zweckmäßig erwiesen.
Nach einer bevorzugten Abwandlung des Verfahrens werden die Schaltungen o. dgl. zum Besprühen und Abblasen in die Kammer hochgeführt und bläst die Blaseinrichtung die Schaltungen mindestens von unten an.
Die Anblasrichtung muß nicht immer parallel zur Achse der Blindkanäle oder Kanäle erfolgen; sie kann auch schräg verlaufen. Die Ausblaswirkung bleibt im wesentlichen die gleiche. Insbesondere, wenn es sich um Blindkanäle oder Sacklöcher handelt, wird man jedoch zweckmäßigerweise so vorgehen, daß die Öffnung nach unten oder mindestens schräg nach unten zeigt, damit die Schmutzteilchen mit der Reinigungsflüssigkeit abtropfen können.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollen neben den bei der bekannten Anlage verwendeten Teilen, nämlich einem Kaskadenbecken und einer Sprüheinrichtung, einer Fördereinrichtung und ggfs. von Halbrahmen für die Schaltungen sowie ggfs. von Kühl- und/ oder Heizeinrichtungen sämtliche Sprüheinrichtungen in einer Kammer gegen die freie Atmosphäre abgedichtet untergebracht sein und jeweils mindestens auf der Seite der Bestückungen der Schaltungen o. dgl. mit Blaseinrichtungen abwechseln.
Auf die besondere Bedeutung mit Mehrfachanordnung von Sprüh- und Blaseinrichtungen ist weiter oben hingewiesen worden.
Während Kaskadebecken bei Anlagen der in Rede stehenden Art grundsätzlich bekannt sind, ist zweckmäßigerweise das die Reinigungsflüssigkeit enthaltende Kaskadenbecken ein Abschnitt der im Gegenstrom geförderten Reinigungsmittelzuführung. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß bei der bekannten obenerwähnten Reinigungsanlage die einzelnen Schaltungen nicht unmittelbar durch ein Bad geführt werden, sondern wie vorher erwähnt, nur besprüht werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zum Transport der Schaltungen o. dgl. innerhalb der Kammer ein angehobener Abschnitt der Förderanlage vorgesehen und sind die Blaseinrichtungen unterhalb der Fördereinrichtung in diesem Abschnitt angeordnet. Das Besprühen der Schaltungen kann selbstverständlich von beiden Seiten aus erfolgen, da auch die Flußmittelreste an der unbestückten Seite der gedruckten Schaltung entfernt werden müssen.
Die Sprüh- und Blaseinrichtungen bestehen zweckmäßigerweise aus quer zur Förderbahn angeordneten Düsenreihen; es können hintereinander je mindestens zwei Reihen Sprüh- und/oder Blasdüsen angeordnet sein.
Um die Anlage nicht besonders lang gestalten zu müssen, kann das zum Umlauf des gasförmigen Mediums vorgesehene Gebläse über der als Druckkammer ausgebildeten Kammer angeordnet sein und die Druckkammer mit ihrem Unterrand in der Reinigungsflüssigkeit abgedichtet sein.
In der Zeichnung sind eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung sowie Details von Schaltungen dargestellt; sie werden nachfolgend näher beschrieben; es zeigt F i g. 1 die stark schematisierte Darstellung eines Längsschnitts durch eine Ausführungsform der Erfindung; F i g. 2 ein Detail einer gedruckten Schaltung in Draufsicht und F i g. 3 einen Schnitt gemäß Linie 3-3 in vergrößerter Form.
In einer z. B. 8 m langen, 1,70 m breit und ebenfalls 1,70 m hohen Vorrichtung bzw. Anlage mit einer kastenförmigen Umhüllung führt von einem Einlauf 1 eine Stahltransportkette 2 über zahlreiche Umlenkrollen Rahmen 3 kontinuierlich durch die Anlage; diese Rahmen 3 enthalten mehrere gedruckte Schaltungen deren bis zu 60 mm hohe Bestückungen - die nachfolgend näher beschrieben werden - nach unten weisen.
Oberhalb eines Abschnitts 4, der sich längs dem Boden der Anlage erstreckt und für den Rücklauf von Rahmen dient, ist eine Wanne 5 vorgesehen, welche zwei Kaskadenabschnitte 6 und 7 aufweist.
Mit der Transportkette 2 werden die Rahmen 3 in ein Reinigungsflüssigkeitsmittelbad 8 eingetaucht, welches z. B. aus Fluorkohlenwasserstoff besteht.
Danach werden die Rahmen unter der Kante 9 einer Druckkammer 10 in letztere hineingeschleust; da die Kante 9 unterhalb des Spiegels 11 der Reinigungsflüssigkeit liegt, ist auf diese Weise die Druckkammer abgedichtet.
Die Rahmen werden in einem Winkel von ca. 450 nach oben gefördert und zwar so, daß Sprühdüsen bzw.
Sprührohre mit Sprühdüsen 12 auf die Lotseite der bestückten gedruckten Schaltung einwirken.
Auf die Unterseite der Schaltungen bzw. auf die Öffnungen der Bestückungsteile wirken zunächst zwei Blasrohre bzw. die Düsen 13 derselben ein. Danach folgen wiederum Sprühdüsen oder Sprührohre 12 und wiederum zwei Blasrohre bzw. Blasdüsen 13.
Nach einer Umlenkung der Rahmen in die Horizontale folgt wieder abwechselnd eine Besprühung bzw. ein Anblasen.
Spiegelbildgleich werden nunmehr die Rahmen durch die Transportketten etwa 450 nach unten geführt und einer ähnlichen Behandlung ausgesetzt, wobei jedoch die letzte Behandlung an der bestückten Seite mit Blasdüsen erfolgt.
Da die Druckkammer 10 gegenüber der freien Atmosphäre abgedichtet ist, wird auch das gasförmige Medium, mit welchem die Bestückungsteile angeblasen werden, nicht in die freie Atmosphäre abgelassen und verursacht daher keine Umweltschäden.
Durch ein Sammelrohr 20 werden die Fluor-Kohlen-Wasserstoffdämpfe abgesaugt und mittels eines Gebläses 21 und einer Leitung 22 den einzelnen Blasrohren wieder zugeleitet. Es erfolgt also eine ständige Umwälzung oder Zirkulation der gasförmigen Phase des Reinigungsmittels z. B. des Fluor- Kohlen-Wasserstoffs.
Auch die Endkante 23 der Druckkammer 10 liegt unterhalb des Spiegels 11 der Reinigungsflüssigkeit, so daß beim Austragen der Rahmen 3 aus dem Druckkammerbereich die Rahmen unterhalb der Kante 23 vorgeschoben werden.
In diesem Bereich erfolgt - wie weiter unten näher beschrieben - ein Reinspülen der bestückten gedruckten Schaltungen.
Die Transportkette fördert dann die einzelnen Rahmen bzw. gedruckten Schaltungen nach oben und wiederum über eine Kühlsperre 30 zur Auslaufstelle.
Der Rücklauf der Transportkette erfolgt unterhalb der Wanne 5 jedoch oberhalb einer Blechabschirmung 31, die den unteren Teil der Vorrichtung bzw. Anlage von den Behandlungsteilen trennt. Im unteren Teil kann, wie bereits erwähnt, die Rückführung der Rahmen erfolgen.
Das Reinigungsmittel wird von einem Vorratsbehälter 40 aus über Rohre 41 in die Wanne 5 eingeleitet, so daß in der durch die Wandungen 42 abgeschirmten Kaskade das obenerwähnte Reinspülen in diesem Abschnitt erfolgen kann. Ein als Überlauf ausgebildetes Rohr 43 leitet die Reinigungsflüssigkeit in den Spülraum, in welchem sich die von den gedruckten Schaltungen abgespülten oder abgeblasenen Schmutzteilchen gesammelt haben. Dieser Spülraum ist im Querschnitt rechteckig und enthält einen Einsatz 44, der gleichzeitig mit seinen oberen Rändern als Abschirmblech ausgebildet ist.
Durch ein Überlaufrohr 45 wird die letzte Kaskade 46 überwunden und die inzwischen schon stark »angeschmutzte« Reinigungsflüssigkeit der Eintauchphase zugeleitet.
Ein Überlaufrohr 48 leitet die Reinigungsflüssigkeit zur Destillie 49 von der aus durch eine Wärmepumpe das Reinigungsmittel wieder verdampft wird; dieses schlägt sich dann an der Unterseite der Kaskaden 6 und 7 nieder und hält diese Räume auf der gewünschten Temperatur. Das Kondensat sammelt sich und wird von einer Förderpumpe 49 über eine Leitung 50 von einem Destillatsumpf 51 weitergepumpt und über eine Leitung 52 einem Molekularsieb 53 zugeleitet; von diesem führt eine Leitung 54 wiederum zum Vorrat 40.
Zu erwähnen ist, daß die beschriebenen Vorrichtungen sich nicht über die gesamte Breite sondern nur über etwa 2/3 derselben erstrecken, während im anderen Drittel der Anlage die mechanischen Teile wie Motore und die elektronischen Anlagen untergebracht sind.
Die Reinigungsflüssigkeit, gewöhnlich bestehend aus Fluor-Kohlen-Wasserstoff hat nur einen relativ tiefen Siedepunkt, nämlich in etwa zwischen 40 und 480 und einen Gefrierpunkt von -35 bis #38o; die Viscosität bei 250C schwankt zwischen 0,66 und 0,68 mPas.
In Fig. 2 und 3 ist eine Schaltung als Anwendungsbeispiel dargestellt, sie besteht aus einer Kunststoffplatte 60, an deren Rückseite Leitungen und Kontaktelemente gelötet sind. Die Vorderseite ist ebenfalls mit Leitungen 61 oder leitenden Schienen 62 versehen; auf die Schalttafel 60 ist als Beispiel ein Bestückungsteil 63 aufgebracht, welches beispielsweise mit einer Kreuzkopfschraube 64 an der Schalttafel befestigt ist.
In vergrößertem Maßstab ist in F i g. 3 ein Schnitt durch ein derartiges Bestückungsteil dargestellt. Dieses Bestückungsteil besteht aus Kunststoff und weist in Querrichtung drei Kanäle 65,66 und 67 auf. Diese Kanäle haben je eine Öffnung von ca. 1 mm Länge und 0,6 mm Breite. Eine derartige Öffnung 68 verbreitert sich zur Schalttafel 60 hin auf eine Breite von ca. 1 mm.
Die Öffnungen sind praktisch als Blindkanäle ausgebildet und haben beispielsweise eine Länge von 9 mm.
In den Blindkanälen 67 und 65 mit metallischen Kontaktstreifen 70, 71 füllen die Blindkanäle in etwa den Querschnitt zu einem Viertel aus. Die Kontaktelemente sind mit Sockeln 72 und 73 versehen, von denen wiederum dünne Stifte 74 und 75 das Bestückungsteil und die Schalttafel 60 durchqueren; sie weisen Lötstellen 76, 77 auf. Es hat sich gezeigt, daß Blindkanäle der eben beschriebenen Art oder auch Kanäle mit entsprechend geringem Durchmesser oder Querschnitt Reste von klebrigen Flußmitteln enthalten können, deren Schädlichkeit weiter oben aufgeführt worden ist.
Nur durch das abwechselnde Behandeln mit dem Reinigungsmittel durch Besprühen und einem Ausblasen mit einem gasförmigen Medium, welches vorteilhaft Dämpfe des Reinigungsmittels enthält, ist mit Sicherheit gewährleistet, daß auch die Bestückungsteile vollständig gereinigt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum kontinuierlichen Reinigen von bestückten, gedruckten Schaltungen und ähnlichen elektronischen Bauteilen, deren aus Kunststoff bestehende Bestückungsteile mindestens teilweise mit relativ langen kapillarartigen Kanälen oder Blindkanälen und diese gegebenenfalls mit stiftförmigen Kontaktelementen versehen sind, indem die Schaltungen 0. dgl. in einem eine Reinigungsflüssigkeit enthaltenden Kaskadenbecken vorgewaschen, mit einem Reinigungsmittel besprüht und dadurch die Schmutzteilchen heraus gespült werden, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Schaltungen o.dgl.

mindestens nach dem letzten Besprühen mit einem gasförmigen Medium angeblasen werden.
2. Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sprüh- und Blasphasen abwechseln.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium in einer abgedichteten Kammer z. B. mit einem Gebläse o. dgl. in Umlauf gesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungen o. dgl. zum Besprühen und Anblasen in die Kammer hochgeführt werden und daß die Blaseinrichtung, die Schaltungen mindestens von unten anbläst.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche unter Verwendung eines Kaskadenbeckens, von Sprüheinrichtungen, einer Fördervorrichtung und ggfs. von Halterahmen für die Schaltungen sowie ggfs. von Kühl- und/oder Heizeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Sprüheinrichtungen in einer Kammer gegen die freie Atmosphäre abgedichtet untergebracht sind und jeweils mindestens auf der Seite der Bestückungen der Schaltungen o. dgl. mit Blaseinrichtungen abwechseln.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die Reinigungsflüssigkeit enthaltende Kaskadenbecken ein Abschnitt der im Gegenstromverfahren geförderten Reinigungsmittelzuführung ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Transport der Schaltungen o. dgl.

innerhalb der Kammer ein angehobener Abschnitt der Förderanlage vorgesehen ist und die Blaseinrichtungen unterhalb der Fördereinrichtung in diesem Abschnitt angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprüh- und Blaseinrichtungen aus quer zur Förderbahn angeordneten Düsenreihen bestehen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß hintereinander je mindestens zwei Reihen Sprüh- und/oder Blasdüsen angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Umlauf des gasförmigen Mediums vorgesehene Gebläse über der als Druckkammer ausgebildeten Kammer angeordnet ist und daß die Druckkammer mit ihrem Unterrand in der Reinigungsflüssigkeit abgedichtet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zum kontinuierlichen Reinigen von bestückten, gedruckten Schaltungen und ähnlichen elektronischen Bauteilen, deren aus Kunststoff bestehende Bestückungsteile mindestens teilweise mit relativ langen kapillarartigen Kanälen oder Blindkanälen und diese ggfs. mit stiftförmigen Kontaktelementen versehen sind, indem die Schaltungen 0. dgl. in einem eine Reinigungsflüssigkeit enthaltenden Kaskadenbecken vorgewaschen, mit einem Reinigungsmittel besprüht und dadurch die Schmutzteilchen herausgespült werden.

Nach einem bekannten Verfahren wird innerhalb einer z. B. 5 m langen und ca. 1,20 m breiten, so wie ca.

1,80 m hohen wannenartigen Anlage ein endloses Förderband kontinuierlich betätigt, welches folgende Verfahrensstufen durchläuft. Nach dem mit einer Kühlsperre versehenen Einlauf werden die in Rahmen eingespannten, bestückten gedruckten Schaltungen auf einem Gurtband aus Edelstahl zur Mitte der Anlage hin schräg nach unten befördert, wobei die Unterseite und die Oberseite der Schaltungen über Sprühdüsen mit einer Reinigungsflüssigkeit angesprüht werden. Da bei der Fertigung von gedruckten Schaltungen an vielen Stellen gleichzeitig Lötungen vorgenommen werden und die Lotste#llen vorweg mit einem Flußmittel behandelt werden müssen, enthalten die bestückten, gedruckten Schaltungen zahlreiche Stellen Flußmittelreste, die ähnlich wie Klebemittel tropfen und an den Wandungen haften. Durch das Besprühen und die nachfolgend vorgesehene Möglichkeit des Abtropfens des Spülmittels, welches z. B. aus einem Fluorkohlenwasserstoff besteht, werden die Schmutzteilchen problemlos entfernt. In der bekannten Anlage wird nach einer Umlenkung des Gurtbandes aus Edelstahl in eine Richtung schräg nach oben nach einem Trockenvorgang und ggfs. einer weiteren Kühlsperre der die Schaltungen haltende Rahmen von der Anlage wieder entnommen. Das Gurtband wird längs dem Boden der Anlage herumgeführt und läuft wie bereits vermerkt, kontinuierlich um.

Schwierigkeiten ergeben sich bei der Reinigung von bestückten, gedruckten Schaltungen oder ähnlichen elektronischen Bauteilen allerdings dann, wenn vor allen Dingen die Bestückungsteile relativ lange kapillarartige Kanäle oder vor allem Blindkanäle aufweisen, in denen ggfs. streifenförmige Kontaktelemente, z. B. aus Kupfer enthalten sind.

Bei derartigen Kanälen, die beispielsweise eine Breite von 1/2 bis 1 mm und eine Länge von ca. 1 - 11/2 mm haben, ist mit dem bekannten Besprühen mit der Reinigungsflüssigkeit nicht immer gewährleistet, daß die Schmutzteilchen aus diesen Kanälen oder Blindkanälen mit Sicherheit restlos entfernt werden. Eine entsprechende Sicherheit muß jedoch gewährleistet sein, weil derartige bestückte, gedruckte Schaltungen oft in großen Rechenanlagen Verwendung finden und die Flußmittelreste vielleicht erst nach geraumer Zeit zu Kurzschlüssen oder Fehlkontakten oder auch Stromunterbrechungen führen können. Der Schaden für die Gesamtanlage - weil solche Fehler sehr schwer zu finden sind - kann daher sehr groß sein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen, mit dem im kontinuierlichen Reinigungsbetrieb auch mit Sicherheit die eben erwähnten Teilchen entfernt werden können.