Регистрация Вспомнить пароль
Задать вопрос специалисту
CAPTCHA

Абразив спешит на помощь. Технологичное решение для удаления влагозащитных покрытий УР-231, Э-30, ЭД-20 и парилена

28 Ноября 2014

При производстве электроники военного и специального назначения часто используются влагозащитные покрытия: это и широко распространенное покрытие УР-231, и эпоксидные смолы Э-30, ЭД-20, ЭП-9114, и другие. И не менее часто при ремонте, доработке, настройке РЭА возникает необходимость полного или частичного удаления покрытия. Так сложилось, что на протяжении многих лет не существовало технологичного, универсального и эффективного метода ремонта отечественных покрытий. Распространенные варианты удаления покрытий механическим способом или при помощи выдерживания в различных растворителях несли риски повреждения поверхности печатной платы и компонентов, затрудняли локальный ремонт, занимали много времени и не всегда удовлетворяли условиям охраны труда на рабочем месте. В данной статье мы рассмотрим современный и эффективный метод снятия влагозащитных покрытий с помощью установки микроабразивного удаления Swam Blaster Turbo Max, а также преимущества и особенности этого решения.

Существующая ситуация с удалением защитных покрытий

Метод удаления защитного покрытия должен гарантировать отсутствие повреждений поверхности печатной платы, электронных компонентов, структур и маркировки в непосредственной близости к месту ремонта, а также обеспечивать безопасность процесса без использования вредных растворителей.

И если для удаления современных однокомпонентных влагозащитных лаков (например, HumiSeal 1R32A-2, 1B73, 1А68, 1А33) можно использовать специальные средства для снятия (Stripper), то для отечественных защитных покрытий типа эпоксидно-уретановых лаков УР-231, эпоксидных смол Э-30, ЭД-20, ЭП-9114, а также для париленовых покрытий и лаков ультрафиолетового отверждения не существует эффективных и безопасных средств снятия. Традиционно отечественные покрытия удаляют механическим способом или выдерживают в токсичных и пожароопасных растворителях (рис. 1, 2).

Рисунок 1. Снятие влагозащитного покрытия с помощью скальпеля 
Рисунок 2. Вымачивание печатного узла в растворителе для снятия УР-231 

При механическом удалении покрытия в ход идут ножи, скальпели, бритвы и другие режущие инструменты. Несмотря на простоту и доступность данный способ опасен для печатного узла, который пойдет в дальнейшую эксплуатацию. Во-первых, велика вероятность повреждений дорожек, печатной платы и компонентов. Во-вторых, есть вероятность повреждения самой платы. И в-третьих, такой способ ремонта не может гарантировать качественное и полное удаление покрытия. Кроме того, процесс может быть травмоопасен для персонала и трудно воспроизводится от изделия к изделию.

Удаление покрытия путем выдерживания в растворителях также полностью не отвечает современным требованиям: крайне затруднителен локальный ремонт печатного узла при плотном монтаже электронных компонентов; требуются токсичные органические растворители, применение которых не обеспечивает полного растворения отечественных лаков и смол. Например, при выдерживании в растворителе печатной платы с отвержденным покрытием УР-231 мы можем получить лишь частичное отслаивание покрытия от платы. В этом случае обязательно требуется дополнительная операция снятия покрытия вручную с использованием щеток и тряпок, что нетехнологично. Удаление покрытия таким способом с поверхности печатных плат с плотным монтажом в ряде случаев затруднительно.

При удалении защитного покрытия методом прожигания паяльником из-за перегрева может произойти повреждение паяльной маски или расслоение контактной площадки с припоем. Так как при термическом разложении покрытия могут возникать вредные испарения, необходимо обеспечивать работу вентиляции.

И все же, несмотря на то, что перечисленные методы удаления покрытий морально и технологически себя уже изжили, на большинстве отечественных производств именно они часто применяются для удаления влагозащитных покрытий при ремонте и доработке печатных узлов. И каждый такой ремонт – это угроза надежности печатного узла при последующей эксплуатации и вред/угроза здоровью сотрудников, участвующих в процессе.

На протяжение последних пяти лет специалисты Остека регулярно получали запросы на качественно новое, современное и технологичное решение для удаления отечественных влагозащитных покрытий. Очень многие старались уйти от перечисленных выше вариантов удаления покрытий, но работающих решений не находили. И вот, начиная с 2014 года, в России доступно принципиально новое решение, отвечающее требованиям отечественных производств и специалистов – удаление микроабразивом.

Метод снятия влагозащитных покрытий с помощью абразивного удаления

Удаление микроабразивом – это быстрый, универсальный, эффективный и контролируемый процесс удаления влагозащитных покрытий любого типа без использования растворителей и режущих инструментов. Принцип удаления основан на абразивном воздействии на печатный узел потока быстро движущейся смеси частиц специального абразива и воздуха, который проходит через форсунку, закрепленную на наконечнике, управляемом вручную или автоматическим манипулятором. Это позволяет направлять смесь в точно определенное место на печатной плате для снятия покрытия. Основные преимущества метода:

Метод удаления влагозащитных покрытий микроабразивом может быть реализован с помощью установки Swam Blaster Turbo Max (рис. 3). Рассмотрим принцип работы системы более подробно.

Рисунок 3. Установка для абразивного удаления влагозащитных покрытий Swam Blaster Turbo Max 

Swam Blaster Turbo Max состоит из двух блоков: рабочей камеры и блока подачи абразивного потока. Ремонтируемая печатная плата помещается в рабочую камеру, где находится блок наконечника с форсункой (рис. 4). Оператор одной рукой берет наконечник, а другой может перемещать печатный узел. Подача абразива осуществляется путем нажатия на ножную педаль. В рабочую камеру встроена ультрафиолетовая подсветка, которая выделяет участки с влагозащитным покрытием (если в материале содержится УФ-индикатор). Удаленные частицы покрытия и абразива непрерывно всасываются в лоток с отходами.

Установка оснащена антистатической камерой и заземляющим браслетом для снятия электростатического потенциала, что исключает возникновение электростатического разряда и гарантирует сохранность компонентов печатного узла. Микроионизатор, расположенный в блоке наконечника, генерирует сбалансированный поток положительно и отрицательно заряженных ионов, что также снижает вероятность возникновения электростатического разряда в процессе снятия покрытия.

В качестве абразива в установках Swam Blaster Turbo Max используется специально разработанный абразивный порошок Carbo Blast. Он представляет собой мелкие частицы пшеничного крахмала и специально разработан для использования с устройствами, чувствительными к электростатическому разряду (рис. 5). Этот абразив является водорастворимым, биоразлагаемым и экологически безопасным материалом. Средний размер частиц – 120 микрон, частицы свободно проходят через форсунку, не забивая ее. Порошок Carbo Blast эффективно удаляет влагозащитные покрытия, не повреждая поверхность печатного узла и не проникая в плату. В среднем на удаление покрытия с одной стороны печатного узла требуется около 30 секунд[2].

Рисунок 4. Блок наконечника распыления абразива с форсункой и микроионизатором 

Рисунок 5. Абразивный порошок Carbo Blast под микроскопом 

Как было отмечено выше, с помощью системы абразивного удаления влагозащитных покрытий Swam Blaster Turbo Max можно эффективно удалять различные типы традиционных отечественных покрытий (УР-231, Э-30, ЭД-20, ЭП-9114), париленовые покрытия (Parylene C, N, D), а также современные лаки (HumiSeal 1А68, 1А33, 1R32A-2, 1B73; Dow Corning 3140, 2577), в том числе и лаки ультрафиолетового отверждения (HumiSeal UV40).

Пример из практики

В 2013 году специалисты Остека получили запрос от ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» с просьбой подобрать решение для удаления влагозащитных покрытий с печатных узлов бортовой и наземной радиоэлектронной аппаратуры.

Для защиты печатных узлов на предприятии используются распространенные в отечественной промышленности двухкомпонентные лаки УР-231 и ЭП-730. В связи с особенностями конструкторско-технологических решений и спецификой применяемых компонентов процесс отработки изделий требовал демонтажа некоторых компонентов, покрытых лаком. Применяемые ранее способы удаления покрытий механическим (скальпели и ножи) или химическим путем (ксилол, ацетон, этилцеллозольв) требовали замены.

Ключевыми требованиями предприятия к новому решению для удаления покрытий были следующие:

В качестве решения данной задачи специалистами Остека была предложена установка абразивного удаления влагозащитных покрытий Swam Blaster Turbo Max. Технические характеристики машины позволяли утверждать, что можно удалять лаки УР-231 и ЭП-730 эффективно, качественно, с минимальными затратами времени и исключить применение токсичных растворителей, что полностью соответствовало требованиям заказчика.

Предложенное решение требовало проверки в реальных условиях, для чего был спланирован и реализован сравнительный эксперимент по удалению покрытия УР-231 традиционным методом и методом абразивного удаления.

В таблице 1 приведена сравнительная характеристика процессов удаления влагозащитного покрытия УР-231 стандартным способом[3] и с использованием установки абразивного удаления покрытий Swam Blaster Turbo Max[4]. Результаты сравнительных испытаний подтвердили, что метод абразивного удаления позволяет ремонтировать отечественные покрытия типа УР-231 без существенных временных затрат и применения токсичных растворителей. Результаты опытных работ подтвердили 100% соответствие установки Swam Blaster Turbo Max требованиям заказчика.

Также представитель ОАО «ИСС», начальник технологического бюро цеха производства печатных плат и бортовой аппаратуры Московских Михаил Сергеевич, отметил, что установка Swam Blaster Turbo Max является единственным из известных ему эффективных методов полного или локального удаления поли-пара-ксилиленового покрытия без применения режущих инструментов, таких как скальпели, ножи, бритвы.

Заключение

Внедрение установки Swam Blaster Turbo Max – еще один шаг в повышении эффективности и качества процессов производства и ремонта радиоэлектронной аппаратуры на отечественных предприятиях. И несмотря на то, что установка помогает решать вспомогательные задачи, ее применение по достоинству будет оценено на каждом участке по ремонту и доработке ответственной радиоэлектронной аппаратуры.

Эффективность и качество работы установки Swam Blaster Turbo Max легко проверить: требуется печатный узел с нанесенным покрытием, визит в технологический центр Группы компаний Остек и 70 секунд работы. И именно для этих целей в октябре 2014 года установка абразивного удаления покрытий Swam Blaster Turbo Max появилась в демозале Остека и доступна для проведения демонстрационных испытаний. Заявки о проведении испытаний можно направлять по электронной почте materials@ostec-group.ru или по телефону 8 (495) 788-44-44, ООО «Остек-Интегра».

На сайте направления технологических материалов в разделе «Решения для удаления влагозащитных покрытий и компаундов» можно ознакомиться с техническими характеристиками оборудования, а также посмотреть видео работы установки Swam Blaster Turbo Max по снятию влагозащитных покрытий.

Таблица 1. Сравнительная характеристика методов удаления лака УР-231, используемого для защиты печатных узлов

Стандартный метод

Метод с использованием установки Swam Blaster Turbo Max

1

Печатный узел замачивается в смеси ацетона с ксилолом на 0,7-1,5 мин.

Настройка режимов установки – 0,3 мин

2

Очистка печатного узла от растворенных остатков УР-231 – 0,5 мин

Удаление УР-231 абразивом – 0,8 мин.

3

Механическое удаление остатков лака с помощью щетки, скальпеля или бритвы – 1-3 мин.

Итого затрачено времени на удаление УР-231 с одного печатного узла:

2,2-5 мин

1,1 мин

Особенности методов

· Наличие приточно-вытяжной вентиляции на рабочем месте

· Соответствие класса помещения правилам пожарной безопасности

· Хранение растворителей в соответствии с правилами пожарной безопасности

· Дополнительная оплата персонала в соответствии со степенью вредности и опасности условий труда

· Исключение контакта печатного узла и компонентов с режущими инструментами.

· Исключение применения растворителей и агрессивных химически веществ.

· Полное исключение рисков повреждения печатной платы или компонентов в процессе удаления влагозащитного покрытия.

· Время удаления влагозащитного покрытия с обеих сторон печатного узла размером 190 мм * 100 мм составило 70 секунд.

· Отсутствие специальных требований по безопасности к организации рабочего места

· Высокая технологичность ремонта

· Отсутствие токсичных отходов



[1]При размере печатного узла 75 мм × 125 мм толщина покрытия 40 микрон

[2]При размере печатного узла 75 мм × 125 мм, толщина покрытия 40 микрон

[3]На основе информации, полученной от ряда клиентов ГК Остек, использующих лак УР-231

[4]Приведены рекомендуемые параметры

Автор, должность:
Денис Поцелуев, начальник отдела
Отдел:
отдел продаж
Email:
materials@ostec-group.ru
Издание:
Вектор Высоких Технологий № 7 (12), ноябрь 2014