Лабораторна робота №11 очистка

Мета лабораторної роботи: вивчення фізичних основ, технологічних процесів (ТП), матеріалів та засобів технологічного обладнання (ЗТО) для очистки у виробництві електронної апаратури (ЕА).

Відомості про технологічний процес

З точки зору фізики та хімії абсолютно чистих поверхней не існує через сорбційні явища. Свіжоочищена поверхня має великий рівень вільної енергії, що призводить до швидкого повторного забруднення та зволоження.

Особливою небезпекою повторних забруднень є те, що хімічний склад невідомий та змінний.

При виборі способу очистки необхідно ретельно оцінювати, які речовини залишаться на поверхні або у приповерхневому шарі після операції очистки та чи не шкідливі вони.

Необхідність очистки у виробництві ЕА зумовлена вимогами, зв'язаними з забезпеченням заданої надійності апаратури.

ЕА забруднюється як при виконанні різноманітних технологічних процесів, так і при її експлуатації.

При поганій якості очистки різко знижується якість апаратури. Порушується стабільність опору поміж провідниками друкованих плат (ДП); знижується електрична міцність зібраних на ДП компонентів; зростають струми витоку, перехідні контактні опори; повільно змінюється ємність поміж окремими компонентами навісного монтажу та виникають додаткові паразитні ємності; змінюється величина мікроіндуктивності і має місце спотворення індуктивних зв'язків.

При тривалому зберіганні ЕА з погано очищеними вузлами розпад забруднень може викликати порушення електроізоляційних та вологозахисних покрить, корозію деталей та покрить.

Погана очистка - одна з причин низької якості покрить через слабку адгезію їх до погано очищеної поверхні. Це скорочує гарантований термін зберігання і експлуатації ЕА. Забруднення у апаратурі, не видалені у процесі виробництва, сприяють прискореному адсорбційному пиловому забрудненню у процесі експлуатації. Це тягне за собою необхідність проведення більш частих регламентно-профілактичних робіт, що значно збільшує експлуатаційні видатки та зменшує спільний фонд часу використання ЕА.

Якісна очистка ЕА не тільки збільшує надійність виробів, але і значно підвищує загальну культуру виробництва, поліпшує товарний та естетичний вигляд готової продукції.

Види забруднень

Забруднення в ЕА мають як неорганічне, так і органічне походження. Неорганічні забруднення, у свою чергу, можуть бути розчинні та нерозчинні (тверді частки). Забруднення розрізняються також за здатністю протидіяти ударним навантаженням та за міцністю зв'язків з поверхнею, яка очищається. При виробництві ДП необхідно виконувати очистку поверхні перед нанесенням покрить, травленням, видаляти залишок хлорного заліза, захисних фарб, лаків, залишків флюсів після лудіння, продуктів їхнього розкладу, жирових забруднень від інструменту, рук робітників тощо.

При виробництві вузлів на ДП повинні бути усунені жирові та мАсляні забруднення, залишки флюсу після паяння, продукти їхнього розкладу. їх можна віднести до рідких забруднень. Крім того, повинні бути усунені сухі залишки флюсів, затверджена каніфоль, продукти термодеструкції та окислення, тверді частки, стружка тощо (тверді забруднення).

У виробництві метизів та елементів конструкцій необхідно видаляти мастила, що консервують покриття, при ремонтно-профілактичних роботах важлива очистка ЕА від пилових адсорбційних забруднень. При цьому часто необхідна повне чи часткове розбирання виробу, процес очистки складний та трудомісткий.

Обираючи спосіб очистки та матеріали, що очищують, технолог повинен прогнозувати результати проведення технологічного процесу, у тому числі і віддалені.

При використанні мийних сумішей, які легко гідролізуються (фосфорнокислих солей - тринатрійфосфату Na₃P0₄ і триполіфосфату Na₅P₃O₁₀), мають сильну мийну спроможність, різноманітних пральних порошків із домішками сірки та хлору треба враховувати можливість утворення нових гідрофобних плівок, що є продуктами розкладу цих мийних сумішей. Нова гідрофобна плівка може бути не меншою перешкодою для осадження необхідного шару, ніж плівка вихідних забруднень.

При використанні мила для очистки чи в складі флюсуючих матеріалів (а мило є натрієвими або калієвими солями високомолекулярних жирних кислот) при взаємодії з солями кальцію та магнію, що часто присутні у складі води, на поверхні, що очищається, може утворитися осадок кальцієвих та магнієвих солей жирних кислот.

Промивна вода може служити джерелом забруднень у вигляді твердих часток, якщо не застосована фільтрація, тому що у водопровідній воді міститься до 10 шт/см² твердих часток з розміром у середньому 1 мкм, отже для їхнього усунення, а також для усунення розчинених у воді солей застосовують бідистиляцію.

З водою, що пройшла очистку іонообмінними смолами (деіонізована вода), має опір не нижче 2-20 МОм, може викликати надходять забруднення у вигляді мікрогрудок іонообмінної смоли. Якщо струмень води не змиє цих грудок і вони утримуються на підкладці, то при наступній термообробці підкладки буде мати місце полімеризація частки, її термодеструкція та спікання з поверхнею, тому ймовірно утворення мікродефекту.

Зменшення концентрації забруднень внаслідок очистки може викликати збільшення струмів витоку та корозії елементів друкованого монтажу через збільшення ступеня дисоціації залишків активованих флюсів. Ці ефекти особливо сильно виявляються в умовах підвищеної температури та вологості.

Особливого значення очистка набуває при використанні монтажу на поверхню (ТМП). Для ТМП вузлів та блоків характерна підвищена щільність компоновки, що погіршує їхній тепловий режим.

Перегрів ТМП вузлів на 10 - 40 °С перевищує перегрів виробів ЕА, виконаних за традиційною технологією. Сумісна дія підвищеної температури та залишків іонних забруднень підвищує ймовірність відмови такої апаратури.

В ЕА, призначеній для використання у народному господарстві та у побуті, вимоги до якості усунення залишків флюсів та інших органічних забруднень менш жорсткі, ніж в ЕА спеціального призначення. Проте здебільшого виготовлювачі ЕА, особливо виготовлювачі засобів обчислювальної техніки, вважають доцільним виконувати повне відмивання, тому що це -економічно більш вигідне, ніж ремонтувати функціональні вузли, що вийшли з ладу.

Засоби очистки

Розроблені та знайшли широке застосування у промисловості цілий ряд типових технологічних процесів очистки. Кожний із способів має свої переваги, недоліки, обмеження.

Ефективність очистки визначається сукупністю складних фізико-хіміч-них процесів. Вона залежить від властивостей виробів, від складу композицій, їхнього взаємозв'язку з типами забруднень, що усуваються, з режимами технологічної обробки та конструктивними особливостями технологічного обладнання.

Очистка може вироблятися традиційними способами, а також їхньою комбінацією:

1. Ручна очистка з використанням тампона або пензля, змочених розчинником.

1. Механізована очистка щітками. Очистка виконується обертанням нейлонових щіток та струменевою подачею мийного розчину під тиском.

2. Занурення у ванну на визначений термін (замочування) з наступним протиранням пензлем, щіткою або тампоном.

3. Очистка у ванні з барботуючим розчином. При цьому здійснюється продувка розчину повітрям, що виявляє механічний вплив, перемішуючи розчин.

4. Очистка у ванні з механічним перемішуванням розчинника. Розчин перемішують з використанням активатора, або центрифугуванням виробу у розчині (по типу пральних машин).

6. Віброочистка у ванні з низькою частотою вібрації (~100 Гц) розчинника. Механізований вібраційний спосіб очистки особливо поширений. В обладнанні, що містить декілька послідовно встановлених ванн, розташовані електромагнітні або електромеханічні вібратори, що працюють з частотою 25-100 Гц.

Ефективність очистки цим способом залежить від частоти коливань, стану поверхні, яка очищується, температури та тиску пари рідини, що очищає, та тривалості очистки. Вібрація прискорює процес розчину за рахунок порушення прикордонного шару, переміщення свіжих порцій розчинника до поверхні, яка очищається, та видалення відокремлених часток забруднень і насиченого забрудненнями розчинника із зони очистки.

Розчинник руйнує однорідність забруднень, що полегшує можливість їхнього диспергування через збільшення площини контакту розчинника із забрудненнями.

Вібраційний спосіб, який забезпечує гарну якість очистки, має ряд недоліків - він виявляє динамічну дію на вироби, що очищаються, високі й шумові характеристики обладнання.

7. Ультразвукова очистка є найбільш ефективним методом. Проте спосіб очищення може пошкоджувати напівпровідникові прилади та інтегральні схеми (він заборонений до застосування ЦБННП - ЦБВІС - центральними бюро використання). Крім того, устаткування для ультразвукової очистки дорого коштує, складніше і при його експлуатації значні труднощі виникають при встановленні та контролі допустимих режимів озвучення.

При ультразвуковому способі, крім механічного руйнування плівки забруднень, одночасно прискорюється хімічна взаємодія мийного середовища з забрудненнями за рахунок акустичних течій, що створюються у рідині. Виробляється також усунення мийного середовища, і на поверхні створюється захисна плівка, яка перешкоджає корозії. Хімічна взаємодія мийної рідини з забрудненнями підсилюється кавітацією та радіаційним тиском.

8. Очистка у парах розчинника звичайно здійснюється у вигляді фінішної. Виріб вводиться у парову зону установки, що створюється кип'ятінням миючого розчину. Розчинник конденсується на холодному виробі та, стікаючи, змиває забруднення у розчин. Для підвищення ефективності виріб поливають конденсатом, одержаним при уловлювані пари розчинника на холодильниках та зміївиках охолодження, тобто провадять ополіскування.

9. Струменева очистка здійснюється спрямуванням на виріб струменю

(струменів) мийної рідини під тиском.

10. Основою плазмової очистки є хімічна взаємодія забруднень з газами, що вводять у камеру вакуумної установки без занурення у рідину. Можна використовувати будь-який розряд низького тиску: тліючий, дуговий, високочастотний та надвисокочастотний. Нинішнім часом спосіб використовується в напівпровідниковій та тонкоплівковій гібридній технологіях, процеси очистки вузлів ЕА після паяння перебувають у стадії відпрацювання.

Об'єднання деяких засобів очистки в одному технологічному процесі значно підвищує її ефективність як за продуктивністю, так і якістю.

Серед перелічених способів поза конкуренцією ультразвуковий, який забезпечує видалення 98 -100 % забруднень (і більше - при оцінці зважуванням до та після очистки контрольованої маси забруднень виявляють зменшення маси виробу). Ручна і механізована очистка видаляє 80 - 92 % забруднень, вібраційна – 92 - 96 %.

Конструкція виробу також суттєва для вибору способу очистки і відбивається на результатах. Так під час очистки вузлів, виконаних монтажем на поверхню (ТМП), постають складності, обумовлені зміною конструкції порівняно з традиційною (де застосовуються компоненти зі штирковими виводами). Виявляється підвищення щільності компоновки та перехід від припоїв та флюсів до паяльних паст.

Додатково до традиційних розроблений ряд способів очистки для застосування під час очистки при ТМП.

11. Занурення у киплячий розчинник. Спочатку виріб промивають струменем рідини, після цього відбувається основний процес очищення зануренням у киплячу рідину та остаточне промивання струменем дистильованого розчинника. Спосіб дозволяє видаляти залишки флюсу з ДП із вузькими провідниками та малими проміжками між ними і між ДП та корпусами компонентів.

12. Занурення у киплячий розчинник зі струменем рідини згори вузла на ДП. Спосіб використовують для вузлів з особливо малими проміжками поміж ДП і корпусами електронних компонентів. Сопла для формування струменю рідини над поверхнею киплячого розчину розміщені з початку та у кінці зони.

12. Занурення у киплячий розчинник з накладенням ультразвуку. Спосіб одним з найбільш ефективних за умови, що ультразвук не ушкоджує компоненти.

12. Занурення у рідину з накладанням ультразвуку та струменем згори ДП. Рідина у цьому способі нагріта.

13. Очистка зануренням у киплячий розчинник струменем рідини згори та низу вузла. Застосовується для конструкцій, де компоненти розташовані з двох боків ДП. Над і під ДП сопла розпилюють дистильовану та відфільтровану рідину, турбулентний струмень вимиває забруднення з важкодосяжних місць.

14. Очистка струменями рідини на горизонтальному конвеєрі. Сопла, які розміщені знизу та згори на відстані 50-150 мм від поверхні ДП, мають конструкцію, що утворює плоскі та віяльні цівки струменів.

15. Очистка струменями рідини високого тиску та великої потужності. Спосіб забезпечує усунення залишків флюсу при проміжках 0,125 мм та менше.

Плоский струмень («рідинний ніж») спрямовують безпосередньо у щілину під корпуси компонентів. Сопла реактивного типу створюють вїялоподібний струмень, що забезпечує високу швидкість взаємодії з вузлом.

18. Замкнутий цикл очистки вузлів. Спосіб застосовують для очистки вузлів найбільш складних конструкцій, є комбінацією способів, що містить:

• пропитування в парах рідини (на вході обладнання);

• попередня струменева очистка гарячим розчинником;

• основне очищення занурення у киплячий розчинник струменями рідини згори та знизу ДП, додаткова очистка;

• фінішна очистка струменями високочистої рідини;

• сушіння (на виході обладнання).

Для ДП з високим рівнем забруднень може бути додана очистка струменями високого тиску, а також очистка в ультразвуковій ванні. Комбіновані способи очистки є найбільш ефективними.

Рідини для очистки

Очисні рідини (мийні розчини) застосовуються для усунення забруднень, що можуть бути або полярними (іони будь-яких з'єднань), або неполярними (не мають ярко вираженого іонного характеру). Вільні іони, особливо високо електронегативні (наприклад іони галоїдів-хлоридів або фторидів), які мають високу хімічну активність, вступають у реакцію з металом ДП і можуть викликати процеси корозії. Неполярні забруднення, які мають меншу активність, погіршують адгезію припою, властивості діелектриків та підлягають видаленню. Вибір типу рідини зумовлений складом та природою забруднення. Застосовують два типи рідин:

• водні розчини мийних засобів;

• органічні розчинники.

Останні за очищувальною здатністю можуть бути поділені на три групи :

- гідрофобні (не змішуються з водою, застосовуються для очистки від органічних забруднень, незначною мірою - від полярних з'єднань);

• гідрофільні (що змішуються з водою, розчиняють як полярні, так і неполярні забруднення, але неполярні гірше, ніж гідрофобні рідини);

• азеотропні (є в основному сумішшю гідрофобних та гідрофільних), зберігають стехіометрію при багатократній дистиляції.

Рідини для очистки повинні відповідати ряду вимог:

- мати високу енергію по відношенню до забруднюючих речовин;

• мати найбільший поверхневий натяг, щоб полегшити проникнення рідини у проміжки, та найменший поверхневий натяг для її циркуляції в обмеженому обсязі;

• бути інертною по відношенню до елементів конструкції виробу, устаткування, до покрить та маркувальних відбитків;

• бути пожежовибухобезпечними;

• мати мінімальну вартість, можливість регенерації;

• не забруднювати навколишнє середовище.

• У зв'язку з суперечністю перелічених вимог вибір технологом складу мийного розчину треба здійснювати на основі компромісу.

• Водорозчинні забруднення, а також фізично адсорбовані забруднення (пил, волокна, абразив, металеві включення тощо), зв'язані з поверхнею силами фізичної адсорбції, видаляють застосуванням водних мийних розчинів, у тому числі з використанням поверхнево активних речовин (ПАР).

• Для видалення полярних органічних забруднень (олеїнова, стеаринова кислоти, каніфоль, синтетичні речовини та смоли), а також для видалення неполярних забруднень органічного походження (мінеральних мастил, вазелину, воску, нафтових парафінів) використовується ціла низка органічних розчинників, частина яких зазначена у табл. 11.1, де наведені коефіцієнти КБ (Каурі-бутанольне число, що характеризує кількісно мийну здатність).

Таблиця 11.1.

Миючі рідини для видалення органічних забруднень

Тип рідини	Значення коефіцієнта КБ
Метиленхлорид (фреон 30, хлористий метилен)	136
Трихлоретилен	130
Трихлоретан	124
Фреон 113 + Фреон 30 (1:1)	86
Фреон 113 + Ацетон (11 %)	51
Фреон 113 + Метанол	45
Фреон 113 + Етанол (19:1)	40
Фреон 113	31

У силу низької вартості, мінімального впливу на навколишнє середовище під час очищення вузлів після монтажу від залишків флюсу найбільш широко використовують СБС (1:1) – спиртобензинову суміш. Недоліки її - складність регенерації та висока пожежовибухонебезпечність. Останніми десятиріччями для очистки широко використовують фреони та їхні азеотропні суміші з метиленхлоридом, спиртами та ацетоном. Пожежовибухобезпечність таких речовин та їхні сумішей, можливість регенерації та дистиляції, висока хімічна стійкість, розчинна спроможність по відношенню до органічних забруднень, інертність до конструкційних матеріалів та покрить привернули до них увагу промисловості. Вони відносно не токсичні (табл. 11.2), не розчиняють гуми, фарби, лаки, легко проникають у малодоступні місця, утворюють азеотропні розчини.

Проте взаємодія фреонів із озоновим шаром, який захищає землю від шкідливого впливу ультрафіолетового випромінювання сонця, робить неможливим використання фреонів для очистки.

Останнім часом з'явилися повідомлення про використання для очистки вузлів ЕА від залишків каніфольних флюсів терпенових розчинників, які отримують із шкурки апельсинів та інших цитрусових.

Таблиця 11.2.

Граничнодопустимі концентрації шкідливих речовин

у робочій зоні

Мийна рідина	Клас безпеки	ПДКрз, мг/м3
Ацетон	4	200
Етанол	4	1000
Нефрас (бензин)	4	100 (по вуглецю)
Ксилол	3	50
Толуол	3	50
Трихлорацетат	3	10
Бутилацетат	4	200
Ізопропанол	3	10
Фреон 113	4	500
Фреон 115 В2	4	600-2000
Метиленхлорид	3	50

Вони не горючі, мають спроможність розчиняти забруднення, не руйнують озонового шару. Щоправда, вихідна сировина для країн СНД є дефіцитною.

Вибір мийних розчинів для очистки від флюсів регламентує

ОСТ 4 ГО. 033. 200 «Флюсы и припои для пайки. Состав, свойства, применение».

Видалення хімічно адсорбованих забруднень (оксидні, сульфідні плівки, катіони і аніони хімічних речовин - солей, кислот, лугів) здійснюється з використанням комплексу хімічних реакцій, різноманітних травильних розчинів та водних складів.

В усіх випадках необхідно враховувати економічні аспекти, щоб при мінімальних витратах одержати найбільш чисту поверхню. А конкретні вимоги до чистоти поверхні визначаються наступними операціями технологічного процесу, або призначенням та умовами експлуатації виробів.

Технологічні процеси очистки

Усю множину процесів видалення забруднень можна звести до двох основних - видалення фізичних та хімічних забруднень.

Велика кількість досліджень, які виконані на моделях та реальних виробах ЕА дозволили визначити оптимальні режими очистки (тиск струменя рідини, кут падіння на ДП, форма струменя, глибина занурення ДП у рідину, температура розчину, інтенсивність озвучування, швидкість обертання активатора чи щіток, час процесу, число ванн тощо).

При монтажі компонентів у отвори ДП для повного видалення залишків флюсів достатньо тиску струменя 0,2 - 0,7 кгс/см². Для ТМП вузлів величину тиску треба збільшити до 14 кгс/см². У цьому випадку флюс можна видалити з проміжків у 25 мкм.

Оптимальним виявився гострий кут взаємодії струменя рідини із поверхнею ДП. При цьому ширина зони з підвищеною механічною енергією повинна бути якомога більшою, що і забезпечує напрям струменя під гострим кутом.

Час очистки визначається інтенсивністю впливу. Він мінімальний

(30 - 60 с) для ультразвукової очистки, збільшується до 2 -10 хв при інших способах. При інших рівних умовах час очистки обернено пропорційний ширині проміжку між ДП та корпусами компонентів.

Із збільшенням температури рідини її розчинювальна спроможність зростає, швидкість реакції при збільшенні температури на 10 °С збільшується вдвічі. Для кращого проникнення рідини у проміжки необхідно знизити її клейкість, що також забезпечується нагрівом мийного розчину. Для підвищення ефективності очистки зануренням у розчин його доводять до кипіння.

Занурення виробу у мийний розчин дозволяє пом'якшити забруднення та частково видалити їх. Перемішування рідини струменем, щітками, барботажем повітря інтенсифікує цей процес.

Для підвищення якості очистки доцільно застосовувати ультразвук (УЗ). Добрих результатів досягають під час очистки з УЗ у режимі питомої потужності не більше за 0,6 Вт/см² при частоті 22 - 44 кГц. Проте компоненти повинні бути перевірені на стійкість до УЗ очистки. Близьку якість можна забезпечити при використанні струменевої очистки, коли тиск її різко збільшено.

Обробка вузла у парах киплячого розчинника сприяє пом'якшенню та набуханню забруднень, полегшуючи їх наступне видалення струменем рідини. Швидкість очистки обернено пропорційна часу, що минає від моменту оплавлення припою при паянні до очистки. Збільшення витримки до очистки може ускладнити її проведення через полімеризацію органічних з'єднань із складу флюсу або органічного зв'язуючого паяльної пасти.

Забруднення органічного характеру, що становлять тонку жирову плівку, покривають поверхню суцільним шаром. Ця плівка міцно утримується на поверхні завдяки силам міжмолекулярної взаємодії, чим вона тонкіша, тим важче її видалити. Технологічні процеси видалення таких забруднень засновані на емульгуванні або розчиненні.

При емульгуванні жирова плівка руйнується, утворюючи нерозчинні у воді крапельки жиру - емульсію масло-вода. У вигляді хімічного емульгатора застосовують ПАР, що запобігає зворотному осадженню жирових краплинок.

Інтенсифікатором процесу хімічного емульгування є ультразвук. При інтенсивності 1 Вт/см² тривалість озвучування складає 1-2 хв.

Із збільшенням тривалості якість очистки погіршується, бо на поверхні, яка очищається, знов адсорбуються забруднення з мийного розчину. Тому основна особливість очищення складається у необхідності швидко та повністю вивести десорбовані домішки з робочої зони.

Ефективне емульгування без ультразвуку може здійснювати емульсія на основі фреону 113 (від лат. frigot - холод) - трифтортрихлоретану (C₂Cl₃F₃; t_пл = -35 °С; t_кип = 47,5 °С) з водою у присутності ПАР.

Видалення жирової плівки органічними розчинниками обумовлено їх спроможністю розчиняти забруднення завдяки близькості до хімічної структури їх молекул. Мінеральні масла розчиняються у вуглеводородах, рослинні - у спиртах. Після очистки та випаровування розчинника з поверхні підкладки після сушіння на ній знов утвориться плівка забруднень, які раніше були розчинені у шарі, що випарувався. Тому для видалення з поверхні залишків мийного складу із слідами жирової плівки застосовують очистку у парах розчинника. Основні технічні характеристики обладнання для очистки наведені у табл. 11.3.

Установка Кр-1м призначена для очистки у киплячих розчинниках-азеотропних сумішах СФС 1:19 тощо.

Ультразвукова установка УЗО-4М1 призначена для очистки вузлів у СФС (1:19) при озвученні. Застосовані випромінювач із рівномірно розподіленими коливаннями, дистиляція розчину і фінішна очистка дистилятом. Завантаження вузлів у касетах виконується вручну.

УПІ 901 із завантажувачем МТІ 901 також очищає вузли у СФС, має підвищену продуктивність.

Устаткування ВІМ... призначене для використання у серійному (1) та дрібносерійному (8) типах виробництва з застосуванням води та розчину «Електрін». Їхній аналог - лінія ЛПП 901 - призначена для очистки у технічних мийних розчинах «Електрін» (30 г/м³) і «Істра-1». У лінії є модулі миття, промивання гарячою водою, ополаскування дистилятом. Цикл обробки у кожному модулі до 2 хв.

На багатьох підприємствах застосовуються цехові ванни власного виготовлення для очистки у СБС (1:1).

Таблиця 11.3.

Обладнання для очистки

Найменування технічних характеристик	Характеристика
	КР-1М Одеса	УЗО-4М1 Одеса	УП І 901	ВІМ 1 240,001	ВІМ 1 240,008	ЛПП 901
Продуктивність вузлів/год.	80	60	60	100	0,2	0,15-1,2
Максимальний розмір вузлів, мм довжина ширина висота	360 240 70	360 240 70	240 150 40	450 450 40	550 500 40	270 300 45
Кількість ванн, шт.	3	2-3	2	3	2	4
Видаток води, дм3, не більше	20	-	5	41,6	8,3	35
Потужність, що споживається, кВт, не більше	7	2,5	0,2	33	12	30
Робоча напруга, В	220/380
Габаритні розміри, мм довжина ширина висота	1765 570 1075	1150 850 1200	395 370 1500	7000 1650 1330	950 850 1800	3200 900 1400
Маса, кг (без миючого розчину)	200	180	80	1700	700	1700

Особливості очистки ТМП вузлів

Для ТМП вузлів характерне значне зниження величини проміжків між корпусами і ДП (до 0,05 мм), збільшення кількості виводів до 28 - 64 і до 256, розміщення виводів по периметру та під корпусом, зменшення кроку між виводами до 1,25 - 0,62 і навіть до 0,4 мм.

При оплавленні пасти рідкий флюс легко проникає у проміжки, під дією капілярних сил затягується під корпуси ЕК, цілком їх заповнюючи. Це значно ускладнює очистку, роблячи неможливою циркуляцію рідини. Проникненню мийної рідини перешкоджають «грати» з розміщених уздовж краю корпусу виводів. Підвищена щільність компоновки та значні варіації розмірів компонентів ускладнюють очистку через екранування великими компонентами струменю розчинника.

Широка номенклатура паяльних паст, що містять велику кількість органічних з'єднань з різною розчинністю у мийних розчинах (до 12 у одній пасті) потребує експериментальних досліджень для вибору оптимального способу і режиму очистки.

Пасти з водорозчинними флюсами поки широко не застосовуються, тому очистка водними розчинами, яка може використовуватися у традиційній технології після паяння хвилею припою, не застосована.

При перегріві флюсу (на гарячих пластинах, при зануренні у розплав або ІЧ паянні) карбонізація флюсу різко погіршує якість очистки, а схильність органічного зв'язку до полімерізації також ускладнює очистку, зменшує розчинність та ускладнює їх видалення під час очистки.

Всі ці особливості повинні бути враховані технологом при виборі і організації технологічного процесу очистки.

Контроль якості очистки

У виробництві використовують ряд методів контролю, обираючи з них ті, що найбільше відповідають вимогам, які ставляться до конкретного виробу.

1. Візуальний контроль дозволяє визначити наявність забруднень без ідентифікації кількості та складу. Спосіб застосовується найбільш широко, зважаючи на простоту та доступність. Його ефективність можна підвищити використанням оптичних засобів, а також ультрафіолетового освітлення.

1. Випробування на розрив водної плівки. Тонка плівка води не має розривів, доки вона не стане настільки тонкою, що випаровування спричине появу сухих місць або не з'являться інтерференційні кольори. Критерієм якості служить час від витягування з води до розриву водної плівки. Дозволяє виявити забруднення до (0,2 - 0,5) *10⁷г/см².

3. Спосіб розпилення на поверхню деіонізованої або бідистильованої води. Чиста поверхня покриється суцільним тонким безупинним шаром. У місцях забруднення має місце незмочування. Спосіб дозволяє виявити забруднення до 1,6*10 ^-8 г/см².

4. Люмінесцентний спосіб контролю базується на явищі флуоресцентного свічення речовин, що входять до складу флюсів (каніфолі, саліцилової кислоти, семікарбонату гідрохлориду), при освітленні виробу лампами ультрафіолетового випромінювання. Точність - до1*10 ^{- 5} г/см² жирових забруднень, що визначають по видимому свіченню - блакитному для каніфолі марки "А", жовтому - для каніфолі марки "В" тощо.

5. Спосіб нефелометрування базується на зміні інтенсивності оптичної щільності водно-спиртових розчинів каніфолі залежно від концентрації в них каніфольного флюсу після контрольної очистки вузла. Для контролю використовують шкалу прозорості спиртових розчинів флюсів ФКСп, ФКТ, ФКЕт тощо, що містять різноманітні кількості каніфольного флюсу. Відбираючи 2 см³ мийної рідини з контрольної проби, порівнюють прозорість зразка із стандартними.

6. Кондуктометричний спосіб базується на вимірюванні опору дистильованої води до та після контрольної очистки виробу.

6. Спосіб ІЧ-спектрометрії дозволяє визначити наявність і склад органічних забруднень на поверхні ДП. Після змиву з ДП розчинником визначеної кількості забруднень на плоску пластину з кристалу бромисто-йодистого талію (KRS-5) рідину випарюють та пластину розташовують у ІЧ-спектрофотометрі. При порівнянні з еталонними ІЧ-спектрами одержують зміст та склад забруднення. Чутливість способу 1*10^-5 г/см².

6. Спосіб вимірювання поверхневого опору, при якому ступінь очистки ДП або вузла визначається з використанням спеціальних тестових структур. При наявності на ДП забруднень (у т.ч. під корпусами) ця величина, особливо під впливом вологи та тепла, різко знижується.

Таким чином, розглянуті методи, що застосовуються, розподіляються на прямі і непрямі (коли визначають забруднення безпосередньо на поверхні виробу або екстрагують забруднення чистим розчинником і аналізують екстракт фізико-хімічними чи хімічними способами). Ці методи дозволяють оцінити якість очистки як при дослідженнях, так і в умовах виробництва.

Завдання на самостійну роботу

1. Вивчити фізичні основи виконання очистки, засоби очистки, що застосовуються в технології виробництва ЕА.

1. Вивчити особливості технологічних процесів очистки, основні параметри та характеристики, мийні рідини, що визначають якість очистки.

2. Підготувати відповідь на контрольне запитання.

4. Оформити звіт.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з ТП.

1. Проаналізувати креслення вузла електронної апаратури, зробити ескіз складального креслення і зазначити метод паяння та очистки від залишків флюсу.

2. Синтезувати маршрутну карту (МК) на проведення очистки, зазначивши тип ЗТО, пристроїв, матеріалів.

Зміст звіту

1. Ескіз збирального креслення вузла ЕА.

1. МК на технологічну операцію очистки вузлів ЕА.

3. Аналіз послідовності виконання технологічних операцій (технологічних переходів).

4. Відповідь на контрольне запитання.

5. Висновки по роботі.

Контрольні запитання

1. Роль технологічних процесів очистки в технології виробництва ЕА.

2. Неорганічні та органічні, фізичні та хімічні, полярні та неполярні забруднення в ЕА.

3. Характеристика переваг та недоліків способів очистки у виробництві та при експлуатації ЕА.

4. Особливості очистки при монтажі на поверхню, способи, які використовуються.

5. Роль гідрофобних та гідрофільних рідин, азеотропних складів у технологічних процесах очистки, вимоги до мийних розчинів, приклади використання.

6. Розчинення та емульгування забруднень під час очистки ЕА, технологія очистки.

7. Прямі та непрямі методи контролю якості очистки - зміст, приклади застосування.

8. Перспективні напрями для удосконалення технологічних процесів очистки.

Література

1. Технология и автоматизация производства РЗА: Учеб. для вузов / И.П. Бушминский, О.Ш. Даутов, А. П. Достанко и др.; Под ред: А.П. Достанко и Ш.М. Чабдарова. - М.: Радио и связь, 1989. - 634 с.

2. Н.К. Иванов-Есипович. Физико-химические основы производства РЭА: Учеб. пособие для вузов.- 2-е изд.- М.: Высш. шк., 1979. - 205 с.

3. Монтаж на поверхность. Технология. Контроль качества /

В.Н. Григорьев и др.; Под общ. ред. И.О. Шурчкова.- М.: Изд.-во стандартов, 1991.- 184 с.