Baugruppenreinigung Badüberwachung in der Elektronikreinigung – entscheidender Teil der Qualitätssicherung

Autor / Redakteur: Thomas Kucharek * / Franz Graser

Um die Reinheit zu erreichen, den High-Tech-Industrien von elektronischen Baugruppen fordern, ist die Integration der Reinigung in die Fertigungslinien nötig. Das genügt aber noch nicht – der Reinigungsprozess muss überwacht werden, um optimale Resultate zu erzielen.

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Bild 1: Brückenbildung zwischen zwei Verbindungskontakten aufgrund von unzureichender Reinigung, angefärbt über einen Flux-Test.
Bild 1: Brückenbildung zwischen zwei Verbindungskontakten aufgrund von unzureichender Reinigung, angefärbt über einen Flux-Test.
(Bild: Zestron)

Bei der Reinigung von Baugruppen, Druckschablonen oder Werkzeugen werden kontinuierlich Verunreinigungen, wie Flussmittel, Lotpaste oder SMT-Kleber, in das Reinigungsbad oder in die Spülung eingetragen. Über die Dauer erhöht sich die Badbeladung im gesamten Prozess. Erreicht diese einen kritischen Maximalwert, können gute Reinigungsergebnisse nicht mehr gewährleistet werden. Verbleibende Rückstände auf dem Reinigungsgut, etwa auf elektronischen Baugruppen, können im späteren Feldeinsatz zu Ausfällen führen. Zu nennen sind an dieser Stelle vor allem Kriechströme und eine daraus entstehende Brückenbildung (Bild 1).

Eine Veränderung des Reinigungsergebnisses wird aber nicht nur durch den Eintrag von Verschmutzung hervorgerufen, sondern auch durch weitere prozessbedingte Einflüsse wie Verdunstung und insbesondere Absaugung oder Verschleppung von Reiniger in das Wasser der Spülstufen oder umgekehrt. Der Verlust von Reiniger beziehungsweise Konzentrationsverschiebungen im Reiniger oder schlechte Spülwasserqualität und somit schlechte Reinigungsergebnisse sind die Folge.

Diesen Risiken kann und sollte durch eine auf den Prozess gut abgestimmte Badüberwachung entgegengewirkt werden. So kann auf Verschiebungen bzw. Veränderungen im Reinigungsprozess schnell reagiert werden.

Die Badüberwachung stellt folglich einen wichtigen Teil der Qualitätssicherung bei Reinigungsprozessen dar. Die richtige Messparameterauswahl bietet dem Anwender die gewünschten Sicherheiten:

  • Stabil laufender Prozess durch gleichbleibende Qualität des Reinigungsmediums,
  • Optimierung der Prozesskosten durch Vermeidung von zu vorzeitigen Badwechseln,
  • Vermeidung von schlechten Reinigungsergebnissen durch zu späte Badwechsel,
  • Dokumentation bis hin zur Möglichkeit einer Prozesstraceability (z.B. für ISO 9001-2008).

Auswahl einer geeigneten Badüberwachung

Die Überwachung des Reinigungsbades ist einfach und beginnt mit der Auswahl der geeigneten Messparameter und -methodik für den zu vermessenden Reinigungsprozess. Dabei kann eine Badüberwachung an unterschiedlichen Stellen im Prozess stattfinden. Gleichzeitig stehen hierfür verschiedene Methoden der Überprüfung zur Verfügung.

Jeder Reinigungsprozess, ob im Durchlauf- oder Batchverfahren, besteht in der Regel aus drei Hauptprozessschritten: Reinigung, Spülung und Trocknung (Bild 2).

Die Reinigungsanlage misst die maschinellen Messparameter wie Zeit, Druck oder Temperatur. Neben diesen maschinellen müssen für einen stabilen Reinigungsprozess auch chemische Messparameter zur Überprüfung des Reinigungsmediums überwacht werden.

Die Medienüberwachung ist bei der Reinigung und Spülung empfohlen, da hier prozessbedingt Veränderungen wie Schmutzeintrag, Konzentrationsverschiebung und Verschleppungseintrag mit Einfluss auf die Badqualität stattfinden.

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