Как и во многих термических процессах во время пайки электронных устройств выделяются вещества: пары припоя, аэрозоли и твёрдые частицы (загрезнения), которые должны быть удалены из производственного цикла. Rehm Thermal Systems разработал для своей системы конвекционной пайки VisionXP+ эффективную модель фильтрации. Постоянное усовершенствование в тесном сотрудничестве с клиентами и опыт, полученный в процессе работы более чем 1000 установленных устройств, позволяют заключить, что применение термического пиролиза надёжно очищает рабочий газ и снижает стоимость техобслуживания.
Без эффективной системы удаления загрязнений концентрация летучих, органических соединений в рабочей атмосфере постоянно растёт, что может понижать экологичность и значительно увеличивать стоимость обслуживания и ремонта устройства. На протяжении многих лет устройства серии VisionX оборудованы двумя надёжными системами фильтрации: пиролиз в зоне предварительного нагрева, а также холодная конденсация и фильтрование в зоне охлаждения. Это позволяет охватить все агрегатные состояния отходов: газы, жидкости, кристаллические структуры и частицы, и эффективно и с небольшими затратами удалить их из рабочего процесса.
«Метод пиролиза отличается не только превосходными очищающими качествами. Тепловая энергия, использовавшаяся для пиролиза, снова возвращается в рабочий процесс, что делает данную технику не только экологичной, но и энергетически эффективной. Кроме того, за исключением ежегодной замены гранул, пиролиз практически не требует обслуживания, что позволяет максимально снизить время простоя на производстве – крайне важная деталь для любого производителя электронной продукции» - говорит др. Ганс Белл, руководитель отдела разработки и технологий Rehm.
Химический аспект
Ещё в 2003 году Rehm в сотрудничестве с авторитетным исследовательским институтом ILK Dresden провёл первые эксперименты по изучению химического состава паяльных паров и их эффективного удаления. Результаты данной работы позволяют установить, что пары имеют сложный химический состав и состоят из большого количества химических соединений, включающих в себя не только вещества, присутствовавшие в камере, но и соединения, образуемые в момент пайки. Последовавшие затем исследования рабочих температур, различных продолжительностей процесса и типов гранул позволили сделать вывод о том, что максимальная температура процесса оказывает большое влияние на эффективность удаления загрязнений.
Схематичное изображение VisionXP+ с пиролизом в области входа изделий (©Rehm Thermal Systems)
Эта рабочая температура может быть понижена благодаря использованию катализаторов, таких как например особых типов гранул. Однако для этого необходимо удачно подобрать материал катализатора для каждого конкретного вида паров. Даже такие незначительные детали как неизвестный химический компонент паров от нового вида печатной платы могут существенно помешать каталитическому процессу. Результаты изучения химического состава паров, образуемых во время пайки, показали, что они сильно зависят от вида припоя, электронных элементов и видов платы, поэтому для дальнейшего развития вместо каталитического процесса был выбран процесс термического пиролиза с полуактивным гранулятом, который обладает необходимой устойчивостью и надёжностью для эффективного удаления загрязнений.
Diehl Controls успешно пользуется техникой пиролиза, разработанной Rehm. «Мы зафиксировали значительное уменьшение в стоимости обслуживания и очистки, достигаемое за счёт гораздо меньшего загрязнения. С пиролизом больше не образуются жидкие отходы, которые вместо этого накапливаются в гранулах и могут быть легко утилизированы. Эффективная работа с загрязнениями позволяет снизить нагрузку на окружающую среду до минимума, так как вредные вещества не выходят через выхлопные каналы», говорит Герберт Эингер, управляющий производством фирмы Diehl Controls в Ванген-им-Алльгой.
Пиролиз и холодная конденсация – идеальное сочетание
В системах VisionXS и VisionXP+ обработка загрязнений осуществляется с помощью сочетания пиролиза в начале и середине нагрева и холодной конденсации в зоне охлаждения. Во время пиролиза длинные молекулы, содержащиеся в паяльных парах распадаются на короткие путём теплового расщепления (крекинг) с помощью нагрева (450 – 900 °C). После крекинга они достаточно малы для впитывания в гранулы и удаления из рабочей зоны.
Установки VisionXP+ в производственном цехе (©Rehm Thermal Systems)
Метод холодной конденсации также обладает рядом достоинств в области очистки рабочего газа. Он используется во всех устройствах серии VisionX, в дополнение к технике пиролиза, как например в VisionXP+ или как полная система фильтрации в VisionXC. Данный принцип очистки энергетически нейтрален, что особенно важно в зоне охлаждения. Рабочий газ пропускается через двух или трёхэтапную систему фильтрации, так что примеси конденсируются на охладителе и частицы и капли скапливаются в фильтре. Очищенный газ затем возвращается в рабочую зону.
Данная эффективная система фильтрации с двумя работающими методами очищает рабочий газ надёжно и безопасно. Это обеспечивает наилучшие результаты пайки, минимальное время простоя и долгий срок службы установок Rehm.
О Rehm Thermal Systems
Фирма Rehm считается специалистом в области термических системных решений для электронной промышленности и солнечной энергетики и лидером в области технологий и инноваций в современном и эффективном промышленном производстве электронных устройств. Rehm имеет международную известность как производитель установок конвекционной, конденсационной или вакуумной пайки, устройств для нанесения и для сушки защитных покрытий, систем функционального тестирования, оборудования для металлизации элементов солнечных батарей, а также многочисленных устройств, созданных по индивидуальным требованиям заказчика. Мы представлены на всех важных развивающихся рынках и уже в течении 25 лет мы реализуем инновационные решения для производства, которые устанавливают стандарт для всей отрасли.
