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

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).

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

• высокая скорость очистки печатного узла – 30 секунд на плату¹
• быстрое и эффективное удаление отечественных двухкомпонентных лаков: УР-231, Э-30, ЭД-20, ЭП-9114, ЭП-730; париленовых покрытий и лаков УФ-отверждения
• селективное удаление необходимых участков
• отсутствие необходимости применения растворителей
• отсутствие повреждений элементов, паяльной маски, маркировки
• встроенная УФ-подсветка для контроля площади удаления покрытия
• интегрированная антистатическая защита

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

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 секунд².

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

• исключение контакта печатного узла и компонентов с режущими инструментами
• исключение применения растворителей и агрессивных химических 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 не более 3 минут.
• минимальная удаляемая площадь покрытия от 0,06 см²
• гарантированное полное удаление покрытия с любой поверхности печатного узла и простой надежный контроль качества удаления.

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 способом³ и с использованием установки абразивного удаления покрытий Swam Blaster Turbo Max4. 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.

---

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