eng
Выпуск #1/2006
С. Черкасов.
Машины RESCO. Пемзовая струйная очистка поверхности меди.
Машины RESCO. Пемзовая струйная очистка поверхности меди.
Просмотры: 2671
Компания RESCO уже несколько десятков лет поставляет полный спектр оборудования для производства многослойных, двухсторонних и гибких печатных плат (ПП). Подготовка и очистка поверхности меди – это одна из основополагающих и наиболее часто используемых операций в производстве высококачественных печатных плат. Хорошее качество плат и малое количество брака в значительной степени зависят от качества подготовки медной поверхности. RESCO была первой компанией в мире, предложившей в 1962 году пемзовую обработку для очистки поверхности заготовок печатных плат.
Способы очистки поверхности
Обратимся к опыту производителей ПП, применяющих в течение многих лет различные машины для подготовки поверхности меди.
Первые машины предназначались для нанесения пемзы с помощью щёток. Однако масса недостатков, присущих этому способу очистки, показала его неэффективность и нерентабельность:
· постоянный износ щёток требует их периодической правки и замены, а также подстройки оборудования;
· частички пемзы застревают между тонкими элементами рисунка и в маленьких отверстиях;
· при обработке происходит частичное удаление металла;
· очень тонкие заготовки сильно деформируются и растягиваются.
Различия между пемзовой струйной очисткой и другими методами, такими как зачистка поверхности микротравлением, абразивными щётками с оксидом алюминия или с порошком пемзы, продемонстрированы на рис.1. Микротравление и зачистка щётками не создают условий для полного удаления загрязнений и примесей. При обработке поверхности абразивными щетками образуются высокие параллельные гребни, между которыми будет накапливаться грязь. После микротравления у материала снижается зернистость поверхности, вследствие чего увеличивается вероятность ее химического загрязнения. Наилучший эффект обеспечивает пемзовая струйная обработка поверхности, которая позволяет достичь чрезвычайно высокой адгезионной способности меди. Сила адгезии медной поверхности, обработанной под давлением струями пемзы, уступает лишь способу обработки материала методом оксидирования (табл.1).
Особенности пемзовой струйной очистки
Чтобы устранить все проблемы, связанные с использованием щеток, фирма RESCO заменила их форсунками с керамическими вставками, через которые подаётся пемзо-водяная суспензия под давлением 1,5 атм. Это нововведение позволило производителям ПП работать с заготовками любой толщины.
Метод очистки, основанный на использовании воды и струй пемзы, позволяет модифицировать структуру медной поверхности, не разрушая ее. При этом значительно улучшается смачиваемость поверхности. Эффект очистки достигается благодаря тому, что малодеформируемый оксид меди разрушается под ударным воздействием пемзо-водяной 10–15%-ной суспензии. Благодаря абсорбирующим свойствам пемзового порошка с поверхности заготовок легко удаляются жиры, масла и другие загрязнения.
Существует еще целый ряд преимуществ пемзовой струйной очистки.
Во-первых, на оборудовании RESCO без дополнительной подстройки можно обрабатывать как гибкие, так и жёсткие печатные платы. Второе важное достоинство метода – частички пемзы оказывают абразивное воздействие на базовый материал, что недостижимо при использовании других методов. Следует отметить, что при такой обработке не происходит деформации обода отверстия. Установки пемзовой очистки чрезвычайно просты в обслуживании, а технология обеспечивает практически безостановочную работу оборудования. Кроме того, установки используют малое количество воды. Небольшие начальные инвестиции, необходимые для внедрения пемзовой очистки, наряду с низкой ценой порошка пемзы, делают метод экономически привлекательным для производителей ПП.
Установки очистки используются на протяжении всего технологического процесса изготовления ПП: перед ламинированием или операцией чёрного оксидирования, вместо операции чёрного оксидирования, вместо химической обработки, перед нанесением паяльной маски, после сверления или процесса подтравливания, перед процессом горячего лужения, после завершения всех этапов производства.
Перед нанесением паяльной маски пемзовая струйная очистка рекомендуется, поскольку под воздействием пемзы модифицируется не только структура металла проводников заготовки, но и сама поверхность заготовки. А это значительно увеличивает адгезию паяльной маски к поверхности заготовки.
Рассматриваемый способ следует использовать также для очистки поверхности заготовок, в которых отверстия сформированы штамповкой. Струи пемзы, распыляемые под высоким давлением, эффективно удаляют из отверстий пыль, частицы стекловолокна и смолы. Более того, абразивные частицы пемзы, обладающие хорошими абсорбирующими свойствами, снимают верхние слои обрабатываемого материала, частично разрушенные серной и другими кислотами.
Для эффективной очистки самых маленьких отверстий рекомендуется использовать такие пемзовые смеси, в которых максимальный размер частицы по крайней мере в два раза меньше минимального диаметра отверстия. Для самых ответственных случаев после зоны промывки проточной водой можно установить специальный модуль очистки водой под высоким (90 атм) давлением. В этом модуле почти для всех моделей установок вода подаётся через подвижные форсунки. Исключением является установка модификации FLEX, предназначенная для обработки заготовок гибких печатных плат – здесь форсунки неподвижны.
Дополнительное оборудование
Благодаря своему большому опыту фирма может предложить оборудование, удовлетворяющее любым запросам производителей ПП. Можно выбрать базовый модуль, наиболее подходящий по производительности, и затем с помощью опций наиболее точно сконфигурировать его по собственным требованиям. RESCO предлагает широкий модельный ряд установок для пемзовой струйной очистки поверхности заготовок печатных плат, их характеристики приведены в табл. 2. Рассмотрим дополнительное оборудование, используемое в системах струйной пемзовой очистки поверхности.
Модуль рециркуляции пемзы (рис.2) используется для подачи из секции промывки частичек пемзы, смытых с поверхности заготовок водой, обратно в работу. Для отделения этих частичек от промывной воды используется центрифуга "циклон". Второй "циклон" используется для поддержания оптимального количества воды в ёмкости, содержащей пемзо-водяную суспензию. Возможность постоянной рециркуляции пемзы делает струйную очистку наиболее экономичным методом.
Насос для поддержания суспензии в рабочем состоянии обеспечивает значительное сокращение энергопотребления на время простоя установки. Специальный насос постоянно перемешивает пемзо-водяную суспензию в баке, поддерживая её в рабочем состоянии и предотвращая выпадение пемзы в осадок. А основной насос включается лишь на время работы установки.
Система дозировки пемзового порошка (рис.3) состоит из ёмкости, рассчитанной на 60 кг порошка, шнека в виде архимедова винта и электронного модуля, предназначенного для непрерывного отслеживания и поддержания постоянной концентрации пемзы в рабочей суспензии.
Системы транспортировки предназначены для перемещения заготовок жёстких, гибко-жёстких и гибких печатных плат (рис.4). Жёсткие и гибко-жёсткие платы транспортируются с помощью роликов (автоматически очищающихся и стойких к воздействию пемзы), что обеспечивает идеальную очистку отверстий пемзовыми струями. Благодаря отсутствию щёток и несложной конструкции машина практически не нуждается в обслуживании. Гибкие печатные платы транспортируются системой из полиуретановых ремней PPH8, устойчивых к абразивному воздействию пемзы. Такая система предназначена для транспортировки как плат бесконечно малой толщины, так и заготовок толщиной до 4,5 мм.
Бумажный роликовый фильтр (рис.5) – система, позволяющая очищать промывную воду, загрязненную частицами пемзы. С помощью специального бумажного полотна система отфильтровывает даже самые мелкие частицы пемзы. Постоянно пропуская промывную воду через фильтр, можно осуществлять полную ее рециркуляцию. При этом расход воды уменьшается до величины потерь от её испарения.
Модуль химической обработки и промывки, который может быть закреплен перед установкой пемзовой струйной очистки, имеет небольшие размеры и позволяет увеличить производительность установки. После обработки слабым раствором кислоты с поверхности заготовок удаляются сильные окислы.
Обратимся к опыту производителей ПП, применяющих в течение многих лет различные машины для подготовки поверхности меди.
Первые машины предназначались для нанесения пемзы с помощью щёток. Однако масса недостатков, присущих этому способу очистки, показала его неэффективность и нерентабельность:
· постоянный износ щёток требует их периодической правки и замены, а также подстройки оборудования;
· частички пемзы застревают между тонкими элементами рисунка и в маленьких отверстиях;
· при обработке происходит частичное удаление металла;
· очень тонкие заготовки сильно деформируются и растягиваются.
Различия между пемзовой струйной очисткой и другими методами, такими как зачистка поверхности микротравлением, абразивными щётками с оксидом алюминия или с порошком пемзы, продемонстрированы на рис.1. Микротравление и зачистка щётками не создают условий для полного удаления загрязнений и примесей. При обработке поверхности абразивными щетками образуются высокие параллельные гребни, между которыми будет накапливаться грязь. После микротравления у материала снижается зернистость поверхности, вследствие чего увеличивается вероятность ее химического загрязнения. Наилучший эффект обеспечивает пемзовая струйная обработка поверхности, которая позволяет достичь чрезвычайно высокой адгезионной способности меди. Сила адгезии медной поверхности, обработанной под давлением струями пемзы, уступает лишь способу обработки материала методом оксидирования (табл.1).
Особенности пемзовой струйной очистки
Чтобы устранить все проблемы, связанные с использованием щеток, фирма RESCO заменила их форсунками с керамическими вставками, через которые подаётся пемзо-водяная суспензия под давлением 1,5 атм. Это нововведение позволило производителям ПП работать с заготовками любой толщины.
Метод очистки, основанный на использовании воды и струй пемзы, позволяет модифицировать структуру медной поверхности, не разрушая ее. При этом значительно улучшается смачиваемость поверхности. Эффект очистки достигается благодаря тому, что малодеформируемый оксид меди разрушается под ударным воздействием пемзо-водяной 10–15%-ной суспензии. Благодаря абсорбирующим свойствам пемзового порошка с поверхности заготовок легко удаляются жиры, масла и другие загрязнения.
Существует еще целый ряд преимуществ пемзовой струйной очистки.
Во-первых, на оборудовании RESCO без дополнительной подстройки можно обрабатывать как гибкие, так и жёсткие печатные платы. Второе важное достоинство метода – частички пемзы оказывают абразивное воздействие на базовый материал, что недостижимо при использовании других методов. Следует отметить, что при такой обработке не происходит деформации обода отверстия. Установки пемзовой очистки чрезвычайно просты в обслуживании, а технология обеспечивает практически безостановочную работу оборудования. Кроме того, установки используют малое количество воды. Небольшие начальные инвестиции, необходимые для внедрения пемзовой очистки, наряду с низкой ценой порошка пемзы, делают метод экономически привлекательным для производителей ПП.
Установки очистки используются на протяжении всего технологического процесса изготовления ПП: перед ламинированием или операцией чёрного оксидирования, вместо операции чёрного оксидирования, вместо химической обработки, перед нанесением паяльной маски, после сверления или процесса подтравливания, перед процессом горячего лужения, после завершения всех этапов производства.
Перед нанесением паяльной маски пемзовая струйная очистка рекомендуется, поскольку под воздействием пемзы модифицируется не только структура металла проводников заготовки, но и сама поверхность заготовки. А это значительно увеличивает адгезию паяльной маски к поверхности заготовки.
Рассматриваемый способ следует использовать также для очистки поверхности заготовок, в которых отверстия сформированы штамповкой. Струи пемзы, распыляемые под высоким давлением, эффективно удаляют из отверстий пыль, частицы стекловолокна и смолы. Более того, абразивные частицы пемзы, обладающие хорошими абсорбирующими свойствами, снимают верхние слои обрабатываемого материала, частично разрушенные серной и другими кислотами.
Для эффективной очистки самых маленьких отверстий рекомендуется использовать такие пемзовые смеси, в которых максимальный размер частицы по крайней мере в два раза меньше минимального диаметра отверстия. Для самых ответственных случаев после зоны промывки проточной водой можно установить специальный модуль очистки водой под высоким (90 атм) давлением. В этом модуле почти для всех моделей установок вода подаётся через подвижные форсунки. Исключением является установка модификации FLEX, предназначенная для обработки заготовок гибких печатных плат – здесь форсунки неподвижны.
Дополнительное оборудование
Благодаря своему большому опыту фирма может предложить оборудование, удовлетворяющее любым запросам производителей ПП. Можно выбрать базовый модуль, наиболее подходящий по производительности, и затем с помощью опций наиболее точно сконфигурировать его по собственным требованиям. RESCO предлагает широкий модельный ряд установок для пемзовой струйной очистки поверхности заготовок печатных плат, их характеристики приведены в табл. 2. Рассмотрим дополнительное оборудование, используемое в системах струйной пемзовой очистки поверхности.
Модуль рециркуляции пемзы (рис.2) используется для подачи из секции промывки частичек пемзы, смытых с поверхности заготовок водой, обратно в работу. Для отделения этих частичек от промывной воды используется центрифуга "циклон". Второй "циклон" используется для поддержания оптимального количества воды в ёмкости, содержащей пемзо-водяную суспензию. Возможность постоянной рециркуляции пемзы делает струйную очистку наиболее экономичным методом.
Насос для поддержания суспензии в рабочем состоянии обеспечивает значительное сокращение энергопотребления на время простоя установки. Специальный насос постоянно перемешивает пемзо-водяную суспензию в баке, поддерживая её в рабочем состоянии и предотвращая выпадение пемзы в осадок. А основной насос включается лишь на время работы установки.
Система дозировки пемзового порошка (рис.3) состоит из ёмкости, рассчитанной на 60 кг порошка, шнека в виде архимедова винта и электронного модуля, предназначенного для непрерывного отслеживания и поддержания постоянной концентрации пемзы в рабочей суспензии.
Системы транспортировки предназначены для перемещения заготовок жёстких, гибко-жёстких и гибких печатных плат (рис.4). Жёсткие и гибко-жёсткие платы транспортируются с помощью роликов (автоматически очищающихся и стойких к воздействию пемзы), что обеспечивает идеальную очистку отверстий пемзовыми струями. Благодаря отсутствию щёток и несложной конструкции машина практически не нуждается в обслуживании. Гибкие печатные платы транспортируются системой из полиуретановых ремней PPH8, устойчивых к абразивному воздействию пемзы. Такая система предназначена для транспортировки как плат бесконечно малой толщины, так и заготовок толщиной до 4,5 мм.
Бумажный роликовый фильтр (рис.5) – система, позволяющая очищать промывную воду, загрязненную частицами пемзы. С помощью специального бумажного полотна система отфильтровывает даже самые мелкие частицы пемзы. Постоянно пропуская промывную воду через фильтр, можно осуществлять полную ее рециркуляцию. При этом расход воды уменьшается до величины потерь от её испарения.
Модуль химической обработки и промывки, который может быть закреплен перед установкой пемзовой струйной очистки, имеет небольшие размеры и позволяет увеличить производительность установки. После обработки слабым раствором кислоты с поверхности заготовок удаляются сильные окислы.
Отзывы читателей
