LIMPEZA DE IMPRESSÃO ERRA
INTRODUÇÃO
As montadoras pesquisadas relatam que a limpeza de montagens de circuitos com erros de impressão é uma lacuna de produção que não foi tratada adequadamente. Tradicionalmente, a indústria usa agentes e equipamentos de limpeza de estêncil para atender a essa necessidade de retrabalho. Um dos benefícios da limpeza de montagens com erros de impressão com o processo de limpeza do estêncil é a capacidade de coletar e filtrar a pasta de solda úmida. A principal deficiência de erros de impressão de limpeza nos processos de limpeza de estêncil é a incapacidade de remover resíduos de fluxo de refluxo do lado B da superfície e sob os componentes de terminação inferior.
RETRABALHO/LIMPEZA DE CONJUNTOS MAL IMPRESSOS
A impressão em estêncil é um processo altamente automatizado. Durante a configuração da máquina, um pequeno grupo de placas é impresso incorretamente. Durante a impressão de estêncil de produção, as placas de circuito são periodicamente impressas incorretamente devido a aberturas obstruídas, estêncil desalinhado, mudanças na reologia da pasta de solda e outros problemas. Os erros de impressão do estêncil são definidos como A-Side (impressão inicial desalinhada sem nenhum componente colocado anteriormente) e B-Side (o A-Side foi impresso com sucesso e os componentes foram colocados e soldados. O processo subsequente de impressão do B-Side resulta na solda pasta desalinhada, resultando em um erro de impressão do lado B).
Os erros de impressão da placa de circuito impresso são um problema caro, sem metodologia de retrabalho fácil. Os processos de limpeza de produção normalmente não são usados para limpar montagens com erros de impressão. Possíveis problemas de qualidade, como:
- Esferas de solda coletadas no tanque de lavagem e transferidas de volta para o conjunto
- Bolas de solda migrando para os fluxos de enxágue, resultando em resíduos perigosos de metais nos tanques de retenção de lavagem e enxágue
Essas complexidades comprometem potencialmente os padrões de repetibilidade e confiabilidade. Devido a esses problemas complexos, a maioria das montadoras não permite que erros de impressão sejam limpos em seu processo de limpeza de produção.
Os montadores geralmente abordam a necessidade de limpeza de erros de impressão limpando manualmente o lado com erros de impressão do cartão de circuito e/ou limpando os erros de impressão em uma máquina de limpeza de estêncil. Ambos os métodos criam o potencial para problemas de qualidade. Primeiro, ao limpar a pasta de solda do lado com impressão incorreta da placa, a pasta de solda pode ficar presa em canais definidos pela máscara de solda, vias de passagem e outras geometrias da placa (Figura 1). Numerosos problemas de qualidade podem resultar devido à falta de controle e definição.
Figura 1: Esferas de solda presas em canais sem máscara de solda e orifícios de passagem
Em segundo lugar, as máquinas de limpeza de estêncil são projetadas para remover a pasta de solda úmida dos estênceis. A maioria dos processos de limpeza de estêncil não enxágua o estêncil com água. Para aqueles que usam enxágue com água, a água é reutilizada, pois os níveis de metais na água impedem o descarte em estações de tratamento locais. A limpeza de uma placa de produção em uma máquina projetada para limpar estênceis não atende aos padrões de limpeza iônica exigidos para uma montagem de produção. Além disso, em erros de impressão do lado B, o agente de limpeza do estêncil geralmente não é adequado para limpar resíduos de fluxo refluído no lado A da placa. Na maioria dos casos, o agente de limpeza do estêncil remove parcialmente o resíduo de fluxo não limpo refluído, resultando em resíduo branco e uma montagem ionicamente suja.
OPÇÕES DE FILTRAGEM
A limpeza da placa de circuito com impressão incorreta dentro de um processo de limpeza de produção de montagem eletrônica tem o potencial de alcançar a limpeza de pasta de solda úmida e resíduos de fluxo refluído, bem como atender aos objetivos de qualidade e rendimento. O problema com a limpeza de uma placa de circuito com impressão incorreta em um processo de limpeza de produção são os depósitos de esferas de solda coletadas no tanque de retenção de lavagem. Esferas de solda livres dentro do tanque de retenção de lavagem podem ser coletadas pela entrada da bomba e pulverizadas nos conjuntos de produção. Existe também a possibilidade de que as esferas de solda possam ser arrastadas para as seções de enxágue. Problemas de qualidade e tratamento de resíduos resultam dessa prática.
Para resolver os problemas de qualidade e tratamento de água, são necessários sistemas de método de coleta e filtragem para prender e filtrar as esferas de solda. Os sistemas de filtragem projetados para conter as esferas de solda e capturá-las evitam a pulverização de bolas de solda através da bomba e dos coletores de pulverização. Os sistemas mecânicos e de filtragem resolvem os problemas de reaplicação das esferas de solda nos conjuntos de produção e o potencial de contaminação dos fluxos de enxágue. As vantagens de qualidade primordiais no uso de equipamentos de limpeza de produção, que são projetados para remover repetidamente todas as esferas de solda da montagem, remover resíduos de fluxo refluído e tornar uma placa de circuito impresso ionicamente limpa fornecem um produto reprodutível e repetível.
OPÇÕES DE EQUIPAMENTOS
Equipamento de limpeza em linha
Dois tipos de máquinas de produção aquosa são usados para limpar conjuntos eletrônicos, em linha e em lote. Para a máquina em linha, a seção de pré-lavagem da máquina de limpeza é projetada para molhar, elevar a placa de circuito à temperatura de lavagem e suavizar os resíduos de fluxo refluído dos conjuntos de circuito de produção. Uma opção para conter as esferas de solda é equipar a seção de pré-lavagem com defletores que contenham a pasta de solda bruta à medida que ela é deslocada do conjunto do circuito. Os defletores fecham nos coletores de pulverização de pré-lavagem usando duas bandejas e placas para evitar que as esferas de solda escapem do alojamento da seção de pré-lavagem. À medida que as placas entram na seção de pré-lavagem, as esferas de solda deslocadas e o fluido de lavagem são drenados para as bandejas coletoras. Ao capturar e conter o líquido de pré-lavagem, a maioria das esferas de solda pode ser canalizada para uma série de caixas de eclusas. Este importante recurso de projeto contém a maior parte das esferas de solda com uma quantidade mínima escapando para o tanque de retenção de lavagem.
Uma série de caixas de comportas pode ser projetada para capturar as pesadas esferas brutas de solda semelhantes às técnicas usadas na mineração de metais preciosos de correntes de água (Figura 5). Três caixas de comportas separadas capturam a maior parte da pasta de solda. Cada caixa de eclusa é equipada com uma malha de arame. O peso das esferas de solda cai através da malha de arame e é coletado nas bandejas da caixa de eclusas. A primeira caixa de eclusa captura a maioria das esferas de solda com as duas caixas de eclusa restantes usadas para coletar as esferas de solda residuais.
Figura 3: Caixas de Coleta Sluice Box cortesia da Speedline Technologies
As esferas de solda que não são coletadas dentro das caixas de eclusas serão drenadas para o tanque de retenção do fluido de lavagem. Para evitar que essas bolas de solda perdidas sejam pulverizadas nas placas de circuito, três filtros de entrada da bomba impedem que grandes esferas entrem na bomba (Figura 6). As esferas de solda menores que passam pelos filtros serão captadas em um filtro de mangas a partir do líquido de lavagem bombeado pela saída da bomba.
Figura 4: Filtros na entrada de sucção do tanque de retenção de lavagem, cortesia da Speedline Technologies
Seguindo os filtros de sucção, a solução de lavagem é bombeada através de um sistema de filtragem projetado para coletar quaisquer esferas de solda remanescentes antes de atingir os manifolds de pulverização. A saída de lavagem entra pela parte superior do recipiente de filtração, sai pelo lado limpo do filtro e segue para os jatos de pulverização.
Figura 7: Recipiente de Filtração
Dentro do canister, existem barras internas que impedem que o filtro de mangas chegue próximo ao lado de saída da carcaça do filtro. Esse recurso de design evita o refluxo ou a resistência à medida que o líquido é bombeado através do recipiente do filtro. O cartucho do filtro de bolsa 10/5 (dez mícrons no interior e 5 mícrons no exterior do cartucho do filtro) fornece redundância dupla para evitar que quaisquer esferas de solda escapem do filtro (Figura 9). O lado de 10 mícrons captura as partículas pesadas e o lado fino de 5 mícrons do filtro garante que nenhuma esfera de solda seja borrifada nos cartões de circuito. O projeto de filtragem remove as esferas de solda tão pequenas quanto a Pasta de Solda Tipo 5 enquanto evita que as esferas de solda vão para os coletores. As quedas de pressão são mínimas devido à captura da pasta de solda no filtro de mangas. Se a pressão cair, a máquina está equipada com uma interface definida pelo usuário, que envia um alarme ao operador. O design é tal que milhares de placas com erros de impressão podem ser limpas antes de causar impacto na integridade do banho, pressão e desempenho de limpeza.
Equipamento de limpeza em lote
Uma diferença principal entre as máquinas de limpeza em lote e um limpador em linha é a capacidade de programar o tipo de ciclo de lavagem, a sequência e os tempos de ciclo dentro do processo de limpeza. Portanto, é fundamental que a capacidade de capturar e coletar efetivamente a pasta de solda úmida seja integrada aos ciclos de lavagem do limpador em lote.
O objetivo do projeto é fornecer ao montador de placas a flexibilidade de defluxo de suas execuções normais de produção (lado A/B), defluxo de um lado A com erro de impressão do lado B, limpeza de erro de impressão do lado A/B, além da capacidade de enxaguar e secar completamente o produto no mesmo limpador de tipo de lote.
Semelhante ao projeto para o sistema de limpeza em linha, o mesmo fabricante de equipamentos usou a abordagem de filtragem em vários estágios para coletar efetivamente as esferas de solda e evitar que as esferas fossem borrifadas no conjunto da placa. Um ciclo do tipo pré-lavagem no processo de limpeza em lote umedecerá, elevará a placa de circuito à temperatura de lavagem e suavizará os resíduos de fluxo refluído dos conjuntos de circuito de produção. A composição do fluxo com a pasta de solda bruta é mais fácil de remover do que a pasta refluída. Um filtro interno do tipo bolsa é usado para capturar a pasta de solda bruta que é removida durante o ciclo de lavagem por inundação. O principal objetivo do filtro de bolsa interno é minimizar a quantidade de pasta de solda que seria drenada para o tanque de retenção do fluido de lavagem.
Figura 8: Filtro de Mangas no Tanque de Retenção de Lavagem
As esferas de solda que não são coletadas no filtro de bolsa serão coletadas no tanque de retenção do fluido de lavagem. Para evitar que partículas grandes entrem nas bombas de lavagem, dois filtros de entrada estão localizados no tanque de retenção de lavagem.
Figura 9: Filtros de entrada de lote
Seguindo os filtros de sucção, a solução de lavagem é bombeada através de um sistema de filtragem projetado para capturar as menores esferas de solda antes de ser pulverizada através do sistema de distribuição de spray de fluido de lavagem. O sistema de filtragem é projetado para capturar pasta de solda tão baixa quanto pasta tipo 5 (Figura 10).
Figura 10: Projeto de Filtração em Lote
RESUMO
A limpeza dos erros de impressão do lado A e do lado B tem sido um problema complexo para as montadoras. Usar um limpador de estêncil para limpar erros de impressão tem inúmeras falhas. Dois problemas principais são a incapacidade de remover resíduos de fluxo refluído com agentes de limpeza de estêncil e enxágue inadequado. Não obstante, a maioria das montadoras não permite que erros de impressão sejam limpos em máquinas de limpeza de produção devido ao risco de contaminação das placas do produto com esferas de solda perdidas e devido a problemas de contaminação de metais nas águas residuais.
Os sistemas de coleta e filtragem projetados em equipamentos de limpeza de produção em linha e em lote capturam e contêm com segurança as esferas de solda de serem pulverizadas nos conjuntos de produção. Além disso, os sistemas de contenção e filtragem evitam que a pasta de solda bruta entre nos fluxos de água de enxágue.
A utilização de uma máquina de limpeza de produção traz inúmeros benefícios para a montadora.
Limpar a pasta de solda úmida dos conjuntos de produção é uma prática ruim. Ao limpar a pasta de solda úmida, as esferas de solda podem ser encaixadas em calhas, vias e outros deslocamentos definidos sem máscara de solda. Quando essas esferas de solda ficam presas, altos níveis de sprays energizados podem não ser suficientes para deslocar uma bola de solda presa.