При виробництві електроніки військового і спеціального призначення часто використовуються вологозахисні покриття: це і широко поширене покриття УР-231, і епоксидні смоли Е-30, ЕД-20, ЕП-9114, і інші. І не менш часто при ремонті, доопрацювання, налаштування РЕА виникає необхідність повного або часткового видалення покриття. Так склалося, що на протязі багатьох років не існувало технологічного, універсального і ефективного методу ремонту вітчизняних покриттів. Поширені варіанти видалення покриттів механічним способом або за допомогою витримування в різних розчинниках несли ризики пошкодження поверхні друкованої плати і компонентів, утруднювали локальний ремонт, займали багато часу і не завжди задовольняли умовам охорони праці на робочому місці. У даній статті ми розглянемо сучасний і ефективний метод зняття влагозащитних покриттів за допомогою установки мікроабразівного видалення Swam Blaster Turbo Max, а також переваги і особливості цього рішення.
Існуюча ситуація з видаленням захисних покриттів
Метод видалення захисного покриття повинен гарантувати відсутність пошкоджень поверхні друкованої плати, електронних компонентів, структур і маркування в безпосередній близькості до місця ремонту, а також забезпечувати безпеку процесу без використання шкідливих розчинників.
І якщо для видалення сучасних однокомпонентних влагозащитних лаків (наприклад, HumiSeal 1R32A-2, 1B73, 1А68, 1А33) можна використовувати спеціальні засоби для зняття (Stripper), то для вітчизняних захисних покриттів типу епоксидно-уретанових лаків УР-231, епоксидних смол Е 30, ЕД-20, ЕП-9114, а також для паріленових покриттів і лаків ультрафіолетового затвердіння не існує ефективних і безпечних засобів зняття. Традиційно вітчизняні покриття видаляють механічним способом або витримують в токсичних і пожежонебезпечних розчинниках (рис. 1, 2).
При механічному видаленні покриття в хід йдуть ножі, скальпелі, бритви і інші ріжучі інструменти. Незважаючи на простоту і доступність даний спосіб небезпечний для друкованого вузла, який піде в подальшу експлуатацію. По-перше, велика ймовірність пошкоджень доріжок, друкованої плати і компонентів. По-друге, є ймовірність пошкодження самої плати. І по-третє, такий спосіб ремонту не може гарантувати якісне і повне видалення покриття. Крім того, процес може бути травмоопасен для персоналу і важко відтворюється від виробу до виробу.
Видалення покриття шляхом витримування в розчинниках також повністю не відповідає сучасним вимогам: вкрай важка локальний ремонт друкованого вузла при щільному монтажі електронних компонентів; потрібні токсичні органічні розчинники, застосування яких не забезпечує повного розчинення вітчизняних лаків і смол. Наприклад, при дотриманні в розчиннику друкованої плати з затвердіння покриттям УР-231 ми можемо отримати лише часткове відшаровування покриття від плати. У цьому випадку обов'язково потрібна додаткова операція зняття покриття вручну з використанням щіток та ганчірок, що нетехнологично. Видалення покриття таким способом з поверхні друкованих плат з щільним монтажем в ряді випадків важко.
При видаленні захисного покриття методом пропалювання паяльником через перегрів може статися пошкодження паяльної маски або розшарування контактної площадки з припоєм. Так як при термічному розкладанні покриття можуть виникати шкідливі випари, необхідно забезпечувати роботу вентиляції.
І все ж, незважаючи на те, що перераховані методи видалення покриттів морально і технологічно себе вже віджили, на більшості вітчизняних виробництв саме вони часто застосовуються для видалення влагозащитних покриттів при ремонті і доопрацювання друкованих вузлів. І кожен такий ремонт - це загроза надійності друкованого вузла при подальшій експлуатації і шкоду / загроза здоров'ю співробітників, що беруть участь в процесі.
Метод зняття влагозащитних покриттів за допомогою абразивного видалення
Видалення мікроабразівом - це швидкий, універсальний, ефективний і контрольований процес видалення влагозащитних покриттів будь-якого типу без використання розчинників і ріжучих інструментів. Принцип видалення заснований на абразивному впливі на друкований вузол потоку швидко рухається суміші частинок спеціального абразиву і повітря, який проходить через форсунку, закріплену на наконечнику, керованому вручну або автоматичним маніпулятором. Це дозволяє направляти суміш в точно певне місце на друкованій платі для зняття покриття. Основні переваги методу:
- висока швидкість очищення друкованого вузла - 30 секунд на плату [1];
- швидке і ефективне видалення вітчизняних двокомпонентних лаків: УР-231, Е-30, ЕД-20, ЕП-9114, ЕП-730; паріленових покриттів і лаків УФ-затвердіння;
- селективне видалення необхідних ділянок;
- відсутність необхідності застосування розчинників;
- відсутність пошкоджень елементів, паяльної маски, маркування;
- вбудована УФ-підсвічування для контролю площі видалення покриття;
- інтегрована антистатична захист.
Метод видалення влагозащитних покриттів мікроабразівом може бути реалізований за допомогою установки Swam Blaster Turbo Max (рис. 3). Розглянемо принцип роботи системи більш докладно.
Swam Blaster Turbo Max складається з двох блоків: робочої камери і блоку подачі абразивного потоку. Ремонтована друкована плата поміщається в робочу камеру, де знаходиться блок наконечника з споживання газу (рис. 4). Оператор однією рукою бере наконечник, а інший може переміщати друкований вузол. Подача абразиву здійснюється шляхом натискання на ножну педаль. У робочу камеру вбудована ультрафіолетова підсвічування, яка виділяє ділянки з влагозащитним покриттям (якщо в матеріалі міститься УФ-індикатор). Дистанційні частинки покриття і абразиву безперервно всмоктуються в лоток з відходами.
Установка оснащена антистатической камерою і заземлюючим браслетом для зняття електростатичного потенціалу, що виключає виникнення електростатичного розряду і гарантує збереження компонентів друкованого вузла. Мікроіонізатор, розташований в блоці наконечника, генерує збалансований потік позитивно і негативно заряджених іонів, що також знижує ймовірність виникнення електростатичного розряду в процесі зняття покриття.
Як абразив в установках Swam Blaster Turbo Max використовується спеціально розроблений абразивний порошок Carbo Blast. Він являє собою дрібні частинки пшеничного крохмалю і спеціально розроблений для використання з пристроями, чутливими до електростатичного розряду (рис. 5). Цей абразив є водорозчинним, біорозкладаним і екологічно безпечним матеріалом. Середній розмір частинок - 120 мікрон, частинки вільно проходять через форсунку, не забиваючи її. Порошок Carbo Blast ефективно видаляє вологозахисні покриття, не ушкоджуючи поверхню друкованого вузла і не проникаючи в плату. В середньому на видалення покриття з одного боку друкованого вузла потрібно близько 30 секунд [2].
Малюнок 4. Блок наконечника розпилення абразиву з форсункою і мікроіонізатором
Як було зазначено вище, за допомогою системи абразивного видалення влагозащитних покриттів Swam Blaster Turbo Max можна ефективно видаляти різні типи традиційних вітчизняних покриттів (УР-231, Е-30, ЕД-20, ЕП-9114), паріленовие покриття (Parylene C, N, D), а також сучасні лаки (HumiSeal 1А68, 1А33, 1R32A-2, 1B73; Dow Corning 3140, 2577), в тому числі і лаки ультрафіолетового затвердіння (HumiSeal UV40).
Приклад з практики
Для захисту друкованих вузлів на підприємстві використовуються поширені у вітчизняній промисловості двокомпонентні лаки УР-231 і ЕП-730. У зв'язку з особливостями конструкторсько-технологічних рішень і специфікою застосовуваних компонентів процес відпрацювання виробів вимагав демонтажу деяких компонентів, покритих лаком. Застосовувані раніше способи видалення покриттів механічним (скальпелі і ножі) або хімічним шляхом (ксилол, ацетон, етилцелозольв) вимагали заміни.
Ключовими вимогами підприємства до нового рішення для видалення покриттів були наступні:
- Виключення контакту друкованого вузла і компонентів з ріжучими інструментами.
- Виняток застосування розчинників і агресивних хімічних речовин.
- Повне виключення ризиків пошкодження друкованої плати або компонентів в процесі видалення вологозахисного покриття.
- Час видалення вологозахисного покриття по обидва боки друкованого вузла розміром 190 мм * 100 мм не більше 3 хвилин.
- Мінімальна видаляється площа покриття від 0,06 см 2.
- Гарантоване повне видалення покриття з будь-якої поверхні друкованого вузла і простий надійний контроль якості видалення.
В якості вирішення даного завдання фахівцями ОСТЕК була запропонована установка абразивного видалення влагозащитних покриттів Swam Blaster Turbo Max. Технічні характеристики машини дозволяли стверджувати, що можна видаляти лаки УР-231 і ЕП-730 ефективно, якісно, з мінімальними витратами часу і виключити застосування токсичних розчинників, що повністю відповідало вимогам замовника.
Запропоноване рішення вимагало перевірки в реальних умовах, для чого був спланований і реалізований порівняльний експеримент з видалення покриття УР-231 традиційним методом і методом абразивного видалення.
У таблиці 1 наведено порівняльну характеристику процесів видалення вологозахисного покриття УР-231 стандартним способом [3] і з використанням установки абразивного видалення покриттів Swam Blaster Turbo Max [4]. Результати порівняльних випробувань підтвердили, що метод абразивного видалення дозволяє ремонтувати вітчизняні покриття типу УР-231 без істотних витрат часу і застосування токсичних розчинників. Результати досвідчених робіт підтвердили 100% відповідність установки Swam Blaster Turbo Max вимогам замовника.
Також представник ВАТ «ІСС», начальник технологічного бюро цеху виробництва друкованих плат і бортової апаратури Московських Михайло Сергійович, зазначив, що установка Swam Blaster Turbo Max є єдиним з відомих йому ефективних методів повного або локального видалення полі-пара-ксіліленового покриття без застосування ріжучих інструментів , таких як скальпелі, ножі, бритви.
Впровадження установки Swam Blaster Turbo Max - ще один крок у підвищенні ефективності і якості процесів виробництва та ремонту радіоелектронної апаратури на вітчизняних підприємствах. І незважаючи на те, що установка допомагає вирішувати допоміжні завдання, її застосування по достоїнству буде оцінений на кожній дільниці по ремонту та доопрацюванні відповідальної радіоелектронної апаратури.
Таблиця 1. Порівняльна характеристика методів видалення лаку УР-231, який використовується для захисту друкованих вузлів
· Наявність припливно-витяжної вентиляції на робочому місці
· Відповідність класу приміщення правилам пожежної безпеки
· Зберігання розчинників відповідно до правил пожежної безпеки
· Додаткова оплата персоналу відповідно до ступеня шкідливості та небезпечності умов праці
· Виключення контакту друкованого вузла і компонентів з ріжучими інструментами.
· Виключення застосування розчинників і агресивних хімічно речовин.
· Повне виключення ризиків пошкодження друкованої плати або компонентів в процесі видалення вологозахисного покриття.
· Час видалення вологозахисного покриття по обидва боки друкованого вузла розміром 190 мм * 100 мм склало 70 секунд.
· Відсутність спеціальних вимог з безпеки до організації робочого місця
· Висока технологічність ремонту
· Відсутність токсичних відходів
[1] При розмірі друкованого вузла 75 мм × 125 мм товщина покриття 40 мікрон
[2] При розмірі друкованого вузла 75 мм × 125 мм, товщина покриття 40 мікрон
[3] На основі інформації, отриманої від ряду клієнтів ГК Остек, що використовують лак УР-231