WO1993009652A1 - Fckw-freies reinigungsverfahren und -anlage hierzu zur entfernung von lötflussmittel- und sonstigen lötrückständen von bestückten schaltungsplatinen - Google Patents

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WO1993009652A1
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cleaning
rinsing
stage
tub
water
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PCT/DE1992/000789
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Dieter Sattler
Joachim Hauck
Fritz Eberherr
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • a first cleaning module and a second rinsing and drying module are connected to one another via a conveyor belt, so that the circuit boards conveyed on the inside of the modules on a wire mesh belt do not have to be operated manually Intervention can be carried by both modules and these modules can also be integrated in a production line.
  • the circuit boards are sprayed with cleaning agent by means of nozzles arranged above and below the wire mesh belt, so that the entire interior atmosphere of the cleaning module is saturated with cleaning agent vapor. A considerable effort is therefore required to extract this cleaning agent vapor in order to avoid an explosion. This is associated with a high loss rate of cleaning agents.
  • the problem underlying the invention is therefore a cleaning system and a cleaning method suitable for this system for the complete removal of all soldering flows specify medium and other soldering residues in the areas of soldering the various connection elements and below the SMD component, with a high reproducibility of the cleaning effect with a high degree of automation being achieved with a high throughput rate of circuit boards.
  • the cleaning process is to take place continuously by successively cycling through the goods carriers through a suitably designed system, either manually or automatically without any interventions or time-delaying individual steps, such as a drying process that takes too long.
  • the effort to avoid an explosion risk should be kept as low as possible.
  • This cleaning system is based on the modular principle and is operated with a cleaning agent based on terpenes and surface-active substances.
  • the individual modules are designed as troughs for holding wire mesh trays loaded with circuit boards.
  • a total of at least six trays are provided for a process sequence which comprises two cleaning stages, at least three rinsing stages and two drying stages.
  • the first cleaning stage is used for pre-cleaning, with ultrasound being used to intensify the dissolving effect, which also promotes the penetration of the cleaning agent into narrow gaps under components, and the second cleaning stage for
  • a fourth rinse stage for immersion rinsing in demineralized water is provided after the third rinse stage and before the first drying stage.
  • drying takes place according to the so-called "lift-out method", in which the circuit boards are pulled out of the water so slowly that the water film rolls on them and a high degree of dryness is already achieved.
  • the turbulence in the second cleaning stage is preferably generated by flooding in cleaning agent under high pressure by means of nozzles arranged inside the tub and below the liquid level of the solvent circulating in the tub. These nozzles are arranged in such a way that their jet spreads parallel to the circuit boards in the tubs. Greater cleaning effectiveness can be achieved if the circuit boards inside the tubs, i.e. So be constantly moved within the detergent or rinse water.
  • a goods lifting device is provided in a further embodiment of the invention.
  • the cleaning agent Since the cleaning agent has a low flash point, it should not come into direct contact with a heating medium. For this reason, indirect heating and cooling with separate liquid circuits is provided.
  • the advantage of the cleaning method adapted to the plant according to the invention is that the toxicologically harmless cleaning agent used in the long term meets all requirements of high environmental protection. There is no waste for incineration or hazardous waste disposal as it rides and can be used again. In addition, carryover of detergents can be separated from the rinse water phase, so that the rinse water can be circulated internally and thus the fresh water requirement or wastewater accumulation are minimized according to the prior art.
  • a module consists of a tub which is provided with at least one inlet and one outlet for the cleaning agent or rinsing medium, as well as with further, specific additional equipment.
  • the two cleaning modules 1 and 2 each consist of a trough 11, 21 which is supplied with a cleaning agent, e.g. "Bioact EC-7R" from "Petroferm Inc.”.
  • the cleaning agent is pumped from a storage container 100 into the tubs 11, 21 by means of a pump 101.
  • the troughs 11, 21 are also provided with drains 13, 23, which are connected to the storage container 100 via a coarse filter 102, so that the cleaning agent is in one
  • Modules 1 and 2 operate according to an overflow process, with overflow openings 14, 24 being provided in each trough 11, 21 through which the cleaning agent can flow, as a result of which floating above the surface
  • the overflow opening 24 of the tub 21 is connected to the tub 11 via a coarse filter 103, while the overflow opening 14 of the tub 11 is connected to the reservoir 100 together with the drains 13 and 23 via a coarse filter 102.
  • Both troughs 11, 21 are equipped with an indirect heating and cooling system 15, 25 with separate liquid circuits in order to avoid direct contact of the cleaning agent with a heating medium due to the low flash point of the cleaning agent.
  • the first cleaning module 1 is provided with a device 16 for generating ultrasound in order to achieve a better cleaning result.
  • a nozzle register 26 is suspended in the tub from above.
  • This nozzle register 26 is provided on its bottom side with nozzles 27, the jet of which runs parallel to the circuit boards suspended in the trough 21, as a result of which a very good cleaning result is achieved by the turbulence generated in this way.
  • the DDsenregister 26 of this "spray-under-immersion system" is supplied with cleaning agent via a suction pump 28, which is connected to the cleaning agent storage container 100 via two fine filters 29a and 29b.
  • tub 31 contains fully demineralized (VE) water with up to 10%, preferably up to 2%, of detergent carried over from module 2. This residual detergent content improves the rinsing effect.
  • VE fully demineralized
  • tub 41 demineralized water with a conductivity that is less than 1 ⁇ S
  • tub 51 the conductivity of the water contained therein is less than 0.5 ⁇ S
  • tub 61 is less than 0.1 ⁇ S.
  • All tubs 31, 41, 51, 61 are provided with overflow openings 34, 44, 54, 64, each of which is connected to the previous tub, i.e. thus the overflow opening 64 of the tub 61 with tub 51, the overflow opening 54 of the tub 51 with tub 41 and the overflow opening 44 of the tub 41 with tub 31.
  • the overflow opening 34 of tub 31 is via a coarse filter 104 with a not shown
  • the tub 31 has an additional inflow 32, since the inflow from the overflow opening of the tub 41 is not sufficient to keep the concentration of carried-off detergent below 2%.
  • the tub 31 is also equipped with a device 36 for generating ultrasound.
  • the tub 41 is equipped with an inlet 42, which is arranged such that the water in the tub 41 is located by the incoming water Water is set in rotating motion.
  • the tub 51 is also equipped with a device 56 for generating ultrasound. Following the rinsing modules 3, 4, 5, 6, two drying modules 7 and 8 follow. These are each provided with warm air nozzles 72, 82, which are supplied by devices 73, 83 for generating a heated air flow. In order to save energy, the already heated air is sucked out of the tub 71 again and, after it has been reheated in the device 83, is blown into the tub 81. It would also be possible to provide more than two drying stages.
  • module 1 In order to remove soldering flux and other solder residues from circuit boards, these are hung one after the other in wire mesh trays, not shown, in the troughs 11, 21, 31, 41, 51, 61 of modules 1 to 6, the wire mesh trays being suspended in a goods lifting device, also not shown and are constantly moved up and down by it.
  • the circuit boards are pre-cleaned in pure cleaning agent (eg Bioact EC-7R) at a temperature between 20 ° C and 34 ° C, preferably between 28 ° C and 32 ° C, for a period of at least 3 minutes, preferably 4 to 5 minutes Ultrasound with a frequency of 40 kHz supports the detergent solution effect.
  • pure cleaning agent eg Bioact EC-7R
  • the horde for main cleaning in module 2 is also in the tub 21 for a period of 4 to 5 minutes. mounted. Pure cleaning agent with the same temperature as in tub 11 is also located there. By means of the turbulence generated by means of the nozzles 27 located in the trough 21, the contaminants on the circuit boards which have already been dissolved are eliminated. Then the circuit boards in modules 3 to 6 are rinsed, in the tubs 31, 41, 51, 61, in which demineralized water with increasing water quality (decreasing conductivity) and a temperature of about 40 to 80 ° C, preferably from 60 to 70oC, any remnants of detergent should be removed. The exposure time is also at least here 3 min., Preferably between 4 and 5 min. These rinsing processes are supported in tub 31 by using ultrasound in tub 41 by using continuous flooding and in tub 41 also by using ultrasound, whereby ultrasound would also be possible in tub 41.
  • tub 61 there is a pure immersion rinsing and then drying of the circuit boards by the so-called "lift-out process".
  • the circuit boards are lifted out of the water so slowly that the liquid rolls off the surface due to the surface tension of the water, whereby the composite tub water surface film remains and does not tear off.
  • the circuit boards are blown completely dry by means of warm air at a temperature of about 70 to 90 ° C, preferably between 80 and 85 ° C.

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Abstract

Reinigungsanlage, die in Modulbauweise nach dem Baukastenprinzip aufgebaut ist und mit einem auf Terpenen und oberflächenaktiven Substanzen basierenden Reinigungsmittel betrieben wird. Die einzelnen Module sind als Wannen zur Aufnahme von mit Schaltungsplatinen beladenen Drahtgitterhorden ausgeführt. Es sind dabei insgesamt mindestens sechs Wannen für einen Prozeßablauf, der zwei Reinigungsstufen (1, 2), zumindest drei Spülstufen (3, 4, 5, 6) und zwei Trockenstufen (7, 8) umfaßt, vorgesehen. Der Prozeßablauf erfolgt nach einem speziell an die Anlage angepaßten Verfahren.

Description

FCKW-freies Reinigungsverfahren und -anlage hierzu zur Entfer- nung von Lötflußmittel- und sonstigen Lötrückständen von bestückten Schaltungsplatinen
Zur Vermeidung von Kriechströmen und somit zur Vermeidung des vorzeitigen Ausfalls von beispielsweise Hybridschaltungen ist es nötig, Lötflußmittel- und sonstige Lötrückstände von der Substratoberfläche, besonders unterhalb von Bauteilen, wie beispielsweise SMD-Bauteilen zu entfernen. Die Reinigung wurde bisher in Halogen-Kohlenwasserstoffen, dabei vorwiegend in Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen und hier speziell in
1,_1,2-Trifluor-1,_2,2-Trichlorethan mit Zusätzen lösungsverstärkender Mittel wie Methylenchlorid, Methanol, Ethanol oder Isopropanol, durchgeführt.
Aufgrund der hohen Umweltgefährdungspotentiale speziell der FCKW hinsichtlich Ozonschicht, Treibhauseffekt und Wassergefährdung sowie durch gesetzliche Maßgaben sollten die genannten Lösemittel jedoch so rasch wie möglich durch umweltfreundliche und damit auf lange Frist einsetzbare Medien und Verfahren ersetzt werden.
Aus der US 4,511,488 und der WO 87/00209 ist es bekannt, ein auf Terpenen und oberflächenaktiven Substanzen basierendes Reinigungsmittel für diesen Zweck einzusetzen, wobei hauptsächlich das Terpen dl-Limonen eingesetzt wird. Die oberflächenaktiven Substanzen verbessern das Penetrationsvermögen der Reinigungsmittel, d.h. des Terpens wie auch des Spülwassers, unter eng aufsitzenden SMD-Bauteilen erheblich. Außerdem wird dadurch das Reinigungsmittel durch Ausbildung einer Emulsion wasserspülbar. Durch die molekularstrukturelle Ähnlichkeit des dl-Limonens und der Abietinsäure (Hauptbestandteil der Flußmittel) ist ein nahezu unbegrenztes Aufnahmevermögen des Reinigungsmittels für Kolophonium gegeben. In einer Ruhephase wird außerdem eine Separation in zwei Flüssigkeitsphasen Reinigungsmittel-Wasser erreicht, so daß deren mechanische Trennung möglich ist.
Um jedoch eine gute Reproduzierbarkeit des Reinigungseffektes bei hohem Durchsatz an Schaltungsplatinen zu erreichen, ist es nötig, die Reinigung in einer speziell entwickelten Reinigungsanlage mittels eines speziell angepaßten Verfahrens durchzuführen. So ist beispielsweise eine Reinigungsanlage der Firma "Electronic Controls Design, Inc." bekannt, die nach dem Prinzip einer Geschirrspülmaschine arbeitet. Die Schaltungsplatinen werden in einem Raum zwischen zwei rotierenden, mit Düsen versehenen Armen mit dem Reinigungsmittel besprüht und damit gereinigt. Anschließend werden sie in einer zweiten, ähnlich aufgebauten Maschine gespült. Die Platinen müssen jedoch von Hand von der Reinigungs- in die Spülmaschine umgeladen werden, wodurch kein hoher Automatisierungsgrad erreichbar ist. Bei dem ebenfalls auf dem Markt erhältlichen Modell "Vitronics 3000" der Firma "PB-Technik" sind ein erster Reinigungsmodul und ein zweiter Spül- und Trocknungsmodul über ein Förderband miteinander verbunden, so daß die im Innern der Moduln auf einem Drahtgitterband beförderten Schaltungsplatinen ohne manuelles Zutun durch beide Moduln befördert werden und diese Moduln auch in einer Fertigungsstraße integriert werden können. Bei dieser Anlage werden die Schaltungsplatinen jedoch mittels ober- und unterhalb des Drahtgitterbandes angeordneter Düsen mit Reinigungsmittel besprüht, so daß die gesamte Innenraumatmosphäre des Reinigungsmoduls mit Reinigungsmitteldampf gesättigt ist. Es ist deshalb ein erheblicher Aufwand zum Absaugen dieses Reinigungsmitteldampfes nötig, um eine Explosion zu vermeiden. Verbunden damit ist eine hohe Verlustrate an Reinigungsmittel.
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem besteht somit darin, eine Reinigungsanlage und ein für diese Anlage passendes Reinigungsverfahren zur vollständigen Entfernung aller Lötfluß mittel- und sonstigen Lötrückstände in den Bereichen der Lötun der diversen Anschlußelemente, sowie unterhalb der SMD-Bauteil anzugeben, wobei bei einer großen Durchsatzrate von Schaltungsplatinen eine große Reproduzierbarkeit des Reinigungseffekts bei hohem Automatisierungsgrad erreicht werden soll. Das Reinigungsverfahren soll kontinuierlich durch sukzessives Durchtakten von Warenträgern durch eine entsprechend konzipierte Anlage entweder im Handbetrieb oder automatisch ohne Zwischeneingriffe oder zeitlich verzögernde Einzelschritte, wie beispielsweise ein zu lange dauerndes Trocknungsverfahren, stattfinden. Außerdem soll der Aufwand zur Vermeidung einer Explosionsgefahr möglichst gering gehalten werden.
Das Problem wird gelöst durch eine Reinigungsanlage gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 8.
Diese Reinigungsanlage ist in Modulbauweise nach dem Baukasten prinzip aufgebaut und wird mit einem auf Terpenen und oberflächenaktiven Substanzen basierenden Reinigungsmittel betrieben. Die einzelnen Moduln sind als Wannen zur Aufnahme von mit Schaltungsplatinen beladenen Drahtgitterhorden ausgeführt. Es sind dabei insgesamt mindestens sechs Wannen für einen Prozeßablauf, der zwei Reinigungsstufen, zumindest drei Spülstufen und zwei Trockenstufen umfaßt, vorgesehen. Dabei dient die erste Reinigungsstufe zum Vorreinigen, wobei zur Verstärkung des Anlöseeffektes Ultraschall angewendet wird, der außerdem das Eindringen des Reinigungsmittels in enge Spalten unter Bauelementen fördert, und die zweite Reinigungsstufe zum
Hauptreinigen mittels starker Turbulenzen zum Auswaschen der angelδsten Verunreinigungen unter den Bauelementen, jeweils in reinem Reinigungsmittel. Diese Behandlungsabfolge kann nacheinander oder alternierend in nur einer Wanne erfolgen oder nacheinander in zwei Wannen. In drei nachfolgenden Spülstufen mit jeweils zunehmender Wasserqualität werden die angelösten Verunreinigungen und die Reste des Reinigungsmittels entfernt. Dabei wird in der ersten Spülstufe das Grobspülen mit Ultraschall unterstützt. In der zweiten Spülstufe zum Vorspülen findet eine Durchlaufflutung Anwendung. Das Feinspülen in der dritten Spülstufe ist wieder mit Ultraschall unterstützt. In zwei an die Spülstufen anschließenden Warmlufttrockenstufen werden die Schaltungsplatinen vollständig getrocknet. Diese zwei Trockenstufen sind nötig, um eine Taktzeit von 4 bis 5 Minunten für den automatischen Anlagenbetrieb einzuhalten; zum gesamten Trocknen sind ca. 8 - 12 Minuten erforderlich, die auch in nur einer oder mehr als zwei Stationen eingehalten werden könnten. In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reinigungsanlage ist nach der dritten Spülstufe und vor der ersten Trocken stufe eine vierte Spülstufe zum Tauchspülen in voll entsalztem Wasser vorgesehen. In diesem Modul findet auch ein Trocknen nach dem sog. "Lift-Out-Verfahren" statt, bei dem die Schaltungsplatinen so langsam aus dem Wasser gezogen werden, daß der Wasserfilm quasi an ihnen abrollt und damit schon ein hoher Trockengrad erreicht wird.
Die Erzeugung der Turbulenzen in der zweiten Reinigungsstufe geschieht vorzugsweise durch Einfluten von Reinigungsmittel unter hohem Druck mittels innerhalb der Wanne und unterhalb des Flüssigkeitsspiegels des in der Wanne umlaufenden Lösemittels angeordneter Düsen. Diese Düsen sind dabei derart angeordnet, daß sich ihr Strahl parallel zu den in den Wannen befindlichen Schaltungsplatinen ausbreitet. Eine größere Reinigungseffektivität kann erreicht werden, wenn die Schaltungsplatinen innerhalb der Wannen, d.h. also innerhalb des Reinigungsmittels bzw. des Spülwassers ständig bewegt werden. Dazu ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine Warenhubeinrichtung vorgesehen.
Da das Reinigungsmittel einen niederen Flammpunkt hat, sollte es nicht in direkten Kontakt mit einem Heizmedium kommen. Aus diesem Grund ist eine indirekte Beheizung und Kühlung mit getrennten Flüssigkeitskreisläufen vorgesehen. Der Vorteil des an die erfindungsgemäße Anlage angepaßten Reinigungsverfahrens ist, daß das verwendete toxikologisch unbedenkliche Reinigungsmittel auf lange Sicht.allen Ansprüchen eines gehobenen Umweltschutzes gerecht wird. Es entsteht kein Abfall zur Verbrennung oder Sondermüllentsorgung, da es aufbe reitet und wieder verwendet werden kann. Außerdem sind Reinigungsmittelverschleppungen abtrennbar von der Spülwasserphase, so daß das Spülwasser anlageintern kreislauffähig ist und somit der Frischwasserbedarf bzw. Abwasseranfall nach dem Stand der Technik minimiert sind.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Figur näher erläutert. Diese zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Reinigungsanlage mit verschiedenen Reinigungs- und Spülmoduln.
Bei dieser Reinigungsanlage besteht ein Modul aus einer Wanne, die mit mindestens einem Zu- und einem Ablauf für das Reinigungsmittel bzw. Spülmedium, sowie mit weiterer, spezifischer Zusatzausrüstung versehen ist.
So bestehen die beiden Reinigungsmoduln 1 und 2 jeweils aus einer Wanne 11,21, die über Zuläufe 12, 22 mit einem Reinigungs mittel, z.B. "Bioact EC-7R" der Firma "Petroferm Inc.", versorgt werden. Das Reinigungsmittel wird dabei mittels einer Pumpe 101 aus einem Vorratsbehälter 100 in die Wannen 11,21 gepumpt. Die Wannen 11,21 sind weiterhin mit Abläufen 13,23 versehen, die über ein Grobfilter 102 mit dem Vorratsbehälter 100 verbunden sind, so daß das Reinigungsmittel in einem
Kreislauf benutzt und dabei ständig filtriert wird. Beide
Moduln 1 und 2, ebenso wie die nachfolgenden Moduln 3 bis 6 arbeiten nach einem Überlaufverfahren, wobei in jeder Wanne 11,21 Überlauföffnungen 14,24 vorgesehen sind, durch die das Reinigungsmittel abfließen kann, wodurch obenschwimmende
Verunreinigungen weggeschwemmt werden. Die Überlauföffnung 24 der Wanne 21 ist dabei über ein Grobfilter 103 mit der Wanne 11 verbunden, während die Überlauföffnung 14 der Wanne 11 zusammen mit den Abläufen 13 und 23 über ein Grobfilter 102 mit dem Vorratsbehälter 100 verbunden ist. Beide Wannen 11,21 sind mit einem indirekten Beheizungs- und Kühlungssystem 15,25 mit getrennten Flüssigkeitskreisläufen ausgestattet, um einen direkten Kontakt des Reinigungsmittels mit einem Heizmedium aufgrund des niedrigen Flammpunktes des Reinigungsmittels zu vermeiden. Der erste Reinigungsmodul 1 ist mit einer Vorrichtung 16 zur Erzeugung von Ultraschall versehen, um ein besseres Reinigungs ergebnis zu erzielen. In dem zweiten Reinigungsmodul 2 ist ein Düsenregister 26 von oben in die Wanne eingehängt. Dieses Düsenregister 26 ist an seiner Bodenseite mit Düsen 27 versehen, deren Strahl parallel zu den in die Wanne 21 eingehängten Platinen verläuft, wodurch durch die hierbei erzeugten Turbulenzen ein sehr gutes Reinigungsergebnis erzielt wird. Das DDsenregister 26 dieses "Spray-under-Immersion Systems" wird über eine Saugpumpe 28, die über zwei Feinfilter 29a und 29b mit dem Reinigungsmittel-Vorratsbehälter 100 verbunden ist, mit Reinigungsmittel versorgt.
Die nachfolgenden Moduln 3 bis 6 dienen dem Spülen der Schaltungsplatinen, um sie vom Reinigungsmittel zu säubern, wobei Wasser mit zunehmendem Reinheitsgrad verwendet wird. So ist in Wanne 31 voll entsalztes (VE-) Wasser mit bis zu 10 %-igem, vorzugsweise bis zu 2 %-igem Anteil an aus Modul 2 verschlepptem Reinigungsmittel enthalten. Dieser Restreinigungsmittelanteil verbessert den Spüleffekt. In Wanne 41 ist VE-Wasser mit einer Leitfähigkeit, die kleiner als 1 μS ist, in Wanne 51 ist die Leitfähigkeit des darin enthaltenen Wassers kleiner als 0,5 μS und in Wanne 61 kleiner als 0,1 μS. Alle Wannen 31, 41, 51, 61 sind mit Überlauföffnungen 34, 44,54,64 versehen, die jeweils mit der vorangehenden Wanne verbunden sind, d.h. also die Überlauföffnung 64 der Wanne 61 mit Wanne 51, die Überlauföffnung 54 der Wanne 51 mit Wanne 41 und die Überlauföffnung 44 der Wanne 41 mit Wanne 31. Die Überlauföffnung 34 von Wanne 31 ist über ein Grobfilter 104 mit einer nicht dargestellten
Aufbereitungsanlage verbunden.
Die Wanne 31 hat einen zusätzlichen Zufluß 32, da der Zufluß aus der Überlauföffnung von Wanne 41 nicht ausreicht, um die Konzentration an verschlepptem Reinigungsmittel unter 2 % zu halten. Die Wanne 31 ist außerdem mit einer Einrichtung 36 zur Erzeugung von Ultraschall ausgerüstet. Die Wanne 41 ist mit einem Zulauf 42 ausgestattet, der derart angeordnet ist, daß durch das zulaufende Wasser das sich in der Wanne 41 befindende Wasser in rotierende Bewegung versetzt wird. Die Wanne 51 ist ebenfalls mit einer Einrichtung 56 zur Erzeugung von Ultraschall ausgestattet. Anschließend an die Spülmoduln 3,4,5,6 folgen zwei Trocknungsmoduln 7 und 8. Diese sind jeweils mit Warmluftdüsen 72,82 versehen, die von Geräten 73,83 zur Erzeugung eines erwärmten Luftstroms versorgt werden. Um Energie zu sparen, wird die bereits erwärmte Luft aus Wanne 71 wieder abgesaugt und, nachdem sie in dem Gerät 83 nochmals nacherwärmt wurde, in die Wanne 81 geblasen. Es wäre auch möglich, mehr als zwei Trocknungsstufen vorzusehen.
Um Lötflußmittel- und sonstige Lötrückstände von Schaltungsplatinen zu entfernen, werden diese in nicht dargestellten Drahtgitterhorten nacheinander in die Wannen 11,21,31,41,51,61 der Moduln 1 bis 6 gehängt, wobei die Drahtgitterhorden in einer ebenfalls nicht dargestellten Warenhubeinrichtung eingehängt sind und von dieser ständig auf und ab bewegt werden. In Modul 1 erfolgt ein Vorreinigen der Schaltungsplatinen in reinem Reinigungsmittel (z.B. Bioact EC-7R) bei einer Temperatur zwischen 20ºC und 34ºC, vorzugsweise zwischen 28ºC und 32ºC, während einer Dauer von mindestens 3 min, vorzugsweise 4 bis 5 min.. Durch Anwendung von Ultraschall mit einer Frequenz von 40 kHz wird der Lösungseffekt des Reinigungsmittels unterstützt. Nach dieser Vorreinigung wird die Horde zur Hauptreinigung in Modul 2 in die Wanne 21 ebenfalls für die Dauer von 4 bis 5 min. eingehängt. Auch dort befindet sich reines Reinigungsmittel mi t derselben Temperatur wie in Wanne 11 . Durch Durch die mittels der sich in Wanne 21 befindenden Düsen 27 erzeugten Turbulenzen werden die bereits angelösten Verunreinigungen auf den Schaltungsplatinen beseitigt. Anschließend werden die Schaltungsplatinen in den Moduln 3 bis 6 gespült, wobei in den Wannen 31,41,51,61, in denen sich VE-Wasser mit zunehmender Wasserqualität (abnehmender Leitfähigkeit) und einer Temperatur von etwa 40 bis 80ºC, vorzugsweise von 60 bis 70ºC, befindet, jegliche Reste von Reinigungsmittel entfernt werden. Die Expositionszeit beträgt hier ebenfalls mindestens 3 min., vorzugsweise zwischen 4 und 5 min.. Unterstützt werden diese Spülvorgänge in Wanne 31 durch Anwendung von Ultraschall in Wanne 41 durch Anwendung einer Durchlaufflutung und in Wanne 41 ebenfalls durch Anwendung von Ultraschall, wobei in Wanne 41 ebenfalls Ultraschall möglich wäre.
In Wanne 61 erfolgt ein reines Tauchspülen und anschließend daran ein Trocknen der Schaltungsplatinen durch das sogenannte "Lift-Out-Verfahren". Dabei werden die Schaltungsplatinen so langsam aus dem Wasser gehoben, daß die Flüssigkeit aufgrund der Oberflächenspannung des Wassers von der Oberfläche quasi abrollt, wobei der Verbund Wanπenwasser-Oberflächenfilm bestehen bleibt und nicht abreißt. In den beiden Trocknungsmoduln 7 und 8 werden die Schaltungsplatinen bei einer Temperatur von etwa 70 bis 90ºC, vorzugsweise zwischen 80 und 85ºC, mittels Warmluft völlig trockengeblasen.

Claims

Patentansprüche
1. Reinigungsanlage in Modulbauweise nach dem Baukastenprinzip zum Entfernen von Lötflußmittel- und sonstigen Lötrückständen von elektrischen Schaltungen mittels eines auf Terpenen und oberflächenaktiven Substanzen basierenden Reinigungsmittels, wobei die einzelnen Moduln als Wannen zur Aufnahme von mit Schaltungsplatinen beladenen Drahtgitterhorden ausgeführt und in einer Reihenfolge angeordnet sind, aus der sich folgender Prozeßablauf ergibt:
- erste Reinigungsstufe zum Vorreinigen mit Ultraschall in reinem Reinigungsmittel,
- zweite Reinigungsstufe zum Hauptreinigen mittels starker
Turbulenzen in reinem Reinigungsmittel,
- erste Spülstufe zum Grobspülen mit Ultraschall in voll entsalztem Wasser mit einem Anteil von verschlepptem Reinigungsmittel, der kleiner als 10 % , vorzugsweise zwischen 1% und 2 %, ist,
- zweite Spülstufe zum Vorspülen unter Anwendung einer Durchlaufflutung in voll entsalztem Wasser,
- dritte Spülstufe zum Feinspülen mit Ultraschall in voll entsalztem Wasser,
- erste und zweite Warmlufttrockenstufe.
2. Reinigungsanlage nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Reinigungsstufe entweder nacheinander oder alternierend in einer Wanne ablaufen.
3. Reinigungsanlage nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Reinigungsstufe nacheinander in zwei Wannen ablaufen.
4. Reinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei nach der dritten Spülstufe und vor der ersten Trockenstufe eine vierte Spülstufe zum Tauchspülen in voll entsalztem
Wasser und Trocknen nach einem Verfahren, bei dem die Schaltungsplatinen so langsam aus dem Wasser gehoben werden, daß der Wasserfilm von der Oberfläche quasi abrollt.
5. Reinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei bei der Hauptreinigung die Turbulenzen durch Einfluten von Reinigungsmittel unter hohem Druck mittels innerhalb der Wanne und unterhalb des Flüssigkeitsspiegels des in der Wanne umlaufenden Reinigimgsmittels angeordneter Düsen erzeugt werden und wobei die Düsen derart angeordnet sind, daß sich ihr Strahl parallel zu den in den Wannen befindlichen
Schaltungsplatinen ausbreitet.
6. Reinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Warenhubeinrichtung zur vertikalen Bewegung der Schaltungsplatinen innerhalb der Wannen vorgesehen ist.
7. Reinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei für die Reinigungswanne oder die -wannen eine indirekte Beheizung und Kühlung mit getrennten Flüssigkeitskreisläufen vorgesehen ist.
8. Verfahren zum Entfernen von Lötflußmittel- und sonstigen Lötrückständen von elektrischen Schaltungen mittels eines auf
Terpenen und oberflächenaktiven Substanzen basierenden Reinigungsmittels in einer Reinigungsanlage gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 7 mit folgenden Verfahrensschritten:
- Vorreinigen mit Ultraschall in reinem Reinigungsmittel bei einer Temperatur zwischen 20ºC und 34ºC, vorzugsweise zwischen 28ºC und 32ºC, während einer Dauer von mindestens
3 min., vorzugsweise 4 bis 5 min.,
- Hauptreinigen in mittels Düsen erzeugter turbulenter Strömung in reinem Reinigungsmittel bei einer Temperatur zwisehen 20ºC und 34ºC, vorzugsweise zwischen 28ºC und 32ºC, während einer Dauer von mindestens 3 min., vorzugsweise
4 bis 5 min.,
- Grobspülen mit Ultraschall in voll entsalztem Wasser mit einem Anteil an verschlepptem Reinigungsmittel, der kleiner als 10 %, vorzugsweise zwischen 1 % und 2 % ist, bei einer Temperatur zwischen 40ºC und 80ºC, vorzugsweise zwischen 60ºC und 70ºC, während einer Dauer von mindestens 3 min., vorzugsweise 4 bis 5 min., - Vorspülen in voll entsalztem Wasser mittels
Anwendung einer Durchlaufflutung, bei einer Temperatur zwischen 40ºC und 80ºC, vorzugsweise zwischen 60ºC und 70ºC, während einer Dauer von mindestens 3 min., vorzugsweise 4 bis 5 min.,
- Feinspülen mit Ultraschall in voll entsalztem Wasser, bei einer Temperatur zwischen 40ºC und 80ºC, vorzugsweise zwischen 60ºC und 70ºC, während einer Dauer von mindestens 3 min., vorzugsweise 4 bis 5 min.,
- Trocknen mit Warmluft, bei einer Temperatur zwischen 70ºC und 90ºC, vorzugsweise zwischen 80ºC und 95ºC, während einer Dauer von mindestens 4 min., vorzugsweise 4 bis 6 min..
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei nach dem Feinspülen und vor dem Trocknen ein Tauchspülen in voll entsalztem Wasser mit anschließendem Trocknen nach einem Verfahren, bei dem die Schaltungsplatinen so langsam aus dem Wasser gehoben werden, daß der Wasserfilm von deren Oberfläche quasi abrollt,
erfolgt.
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