Оборудование
К оборудованию для влаго-защиты предъявляются технические требования общие для окрасочных цехов и участков. В связи со спецификой применяемых влагозащитных материалов (двух упаковочные системы, ограниченная жизнеспособность, повышенная токсичность и т. д.) и методов их нанесения (мерное окунание, локальная изоляция мест антиадгезионными составами, прецизионное центрифугирование, под лакировка и др.) к оборудованию предъявляется ряд дополнительных требований.
1. Конструкционные материалы для оборудования и технологической оснастки (подвески, державки и пр.), соприкасающиеся с лаком, должны быть изготовлены из материала, обладающего низкой адгезией к лакам. К таким материалам относятся фторопласт, полиэтилен, поливинилхлорид, блестящий никель, хром.
2. В целях обеспечения сплошности и равномерности ЛКП на всей поверхности ЭМ и элементной базе, в том числе под корпусами интегральных микросхем, установленных с зазором 0,3 мм, необходимо обеспечить следующие конструктивные параметры СТО влаго-защиты низковязким лаком методом окунания с центрифугированием. Для обеспечения заданных режимов работы СТО при постоянном изменении параметров технологии и ЛКМ (количество уносимого лакав зависимости от конструкции изделия, вязкость и жизнеспособность материалов) требуется специальная локальная автоматика.
В связи с отсутствием промышленного выпуска автоматических вискозиметров на практике приходится использовать уровнемеры, дозаторы.
Поскольку для РЭС третьего поколения характерно широкое применение ИЭТ различного конструктивного исполнения (со штырьковыми и планарными выводами), причем для каждого элемента существуют определенные критерии внешних воздействующих факторов, проектируемое и изготавливаемое СТО для влаго-защиты ЭМ не должно иметь источников возникновения этих факторов (ультразвук, статическое электричество, мощное магнитное поле, УФ-излучение и т. д.). В частности, камера и краскораспылитель для нанесения лака, центрифуга и корпус сушильного шкафа должны иметь одинаковый потенциал. При влаго-защите методом пневматического распыления технологическая оснастка с изделием должна быть заземлена; в процессе сушки ЛКП изделия рекомендуется заземлять на корпус сушильного шкафа.
Этим требованиям соответствует отечественное оборудование, приведенное в табл. Как правило, в зависимости от характера производства, габаритов ЭМ и вида ЛКМ (низко- или высоковязкие материалы) разрабатывается определенный типаж СТО для влаго-защиты изделий.
В качестве примера рассмотрим установку, разработанную специально для нанесения высоковязкого лака ЭП-9114 методом вертикального погружения ЭМ и последующего центрифугирования в горизонталь
ном положении (рис.). Установка состоит из центрифуги (рис. 5) и выносного пульта управления, каркас центрифуги 5 представляет собой сварную конструкцию из уголков с обшивками и окном для местного отсоса паров. Внутри каркаса на специальную плиту установлено ограждение 4, на которое навешивается ванна 2. Эта ванна обеспечивает безопасную работу и не допускает разбрызгивания лака ЭП-9114 при центрифугировании. Емкостью для лака служит ванна 1. Механизм движения 6 служит для подъема, опускания и вращения ЭМ. На нижнем конце вертикального вала механизма движения установлено двухпозиционное зажимное устройство для изделий.
Электронные модули, подготовленные к нанесению лака, вручную устанавливают в держателе зажимного устройства. Каждый держатель свободно поворачивается вокруг своей оси и под действием центробежных сил при центрифугировании из вертикального может переходить в горизонтальное положение. В начале процесса ЭМ погружаются в ванну с лаком 1 на установленную глубину и через заданное время извлекаются из лака, оставаясь в зоне ванны 2. По окончании подъема изделий электродвигатель вращает вертикальный вал механизма движения. При этом изделия переходят из вертикального в горизонтальное положение и происходит сбрасывание излишков лака. Скорость и время центрифугирования определяются экспериментальным путем. По истечении времени вращения электродвигатель отключается, и вал с изделиями останавливается. Во время остановки держатели возвращаются в вертикальное положение.
Данная конструкция центрифуги позволяет получать равномерные и сплошные покрытия лаком ЭП-9114 на изделиях сложной конфигурации и ( или) с высокой плотностью монтажа.
Аналогичные конструкции имеют установки для нанесения низковязких ЛКМ с той разницей, что несколько изменяются параметры центрифугирования. С внедрением фотополимеризующихся композиций [14, с. 177—179] потребовалось создание соответствующих установок ультрафиолетового облучения (УФО). Представленная на рис. 6 установка УФО состоит из вертикальной камеры с лампами УФ-излучения, транспортера и пульта управления. ЭМ закрепляют в державки транспортера. Девять ламп типа ДРТ-1000 расположены под углом 45° к поверхности изделия так, чтобы исключить теневой эффект.
Выбор ламп типа ДРТ-1000 объясняется следующими причинами.
1) Максимальная рабочая температура на поверхности ЭМ при расстоянии 200 мм составляет 50°С за 1 мин воздействия УФО в случае циркуляции охлаждающей воды, которая обрезает ИК-спектр; при отсутствии охлаждения при тех же параметрах УФО температура на поверхности изделия может составить 100°С
2) При большой удельной мощности ламп (100 Вт/см) увеличивается взрывоопасность производства и образуется значительное количество озона. Для ламп ДРТ-1000 кварцевый кожух отсекает жесткий спектр УФ-излучения и практически озон не образуется.
3) Для ламп малой мощности (ниже 1000 Вт) не достигается поверхностный отлип. С другой стороны, чем выше скорость сушки, тем больше внутреннее напряжения и хрупкость покрытия. Так, эластичность ЛКП равна 1 мм при использовании лампы ДРТ-1000 и 3 мм при использовании лампы ДРТ-2800.
Наиболее перспективны работы по синтезу новых пленкообразующих систем с ФИ, отверждаемых при более высокой удельной мощности излучения (80—100 Вт/см), а также освоение импульсных УФО с ртутными лампами, работающими в пульсирующих режимах горения.
В условиях крупносерийного производства ЭМ резко возрастают требования к СТО как по производительности, так и по надежности безотказной работы. В конструктивном отношении (рис.) СТО представляет собой уже комплекс автоматизированного оборудования, приближающегося к гибкому производственному модулю (ГПМ) влаго-защиты.
ГПМ влаго-защиты состоит из отдельных агрегатов, расположенных в линию. На расстоянии 5 м от модуля установлены устройства управления. В начале и конце модуля на расстоянии 2—3 м от накопителей расположены два пульта оператора.Пульт оператора предназначен для включения и выключения модуля в автоматическом режиме и сигнализации нахождения его в наладочном или автоматическом режиме, готовности к работе, а также сигнализации аварийной ситуации.
Накопитель загрузки служит для ручной загрузки, накопления ЭМ и последующей перегрузки их в установку нанесения ЛКМ. Узел накопителя имеет три ручья с отсекателем ЭМ. Контроль наличия изделий в накопителе осуществляется фотореле.
Установка для получения покрытий предназначена для лакирования ЭМ методом окунания с последующим центрифугированием. Мерное окунание изделий производится при вертикальном возвратно-поступательном движении ванн. Излишки лака стекают во вспомогательную ванну, соединенную с рабочей посредством гибкого рукава. Этим обеспечивается постоянство уровня лака относительно корпуса рабочей ванны в конце прихода ее в верхнее положение. После нанесения ЛКМ рабочие ванны опускаются, лак из вспомогательных ванн перетекает в рабочие. При последующем включении и вращении шпинделей за счет центробежных сил ЭМ переходят в горизонтальное положение (аналогично работе центрифуги, изображенной на рис.). После окончания заданного времени центрифугирования, отключения шпинделя и поворота его в исходное положение включается привод транспортера. ЭМ из позиции нанесения ЛКМ переносятся на позицию перегрузки в установку сушки.
Установка сушки терморадиационное-конвективного типа служит для отверждения лаковых покрытий. В процессе перемещения ЭМ по сушильной камере они 10 мин находятся в зоне выдержки при температуре 18-35 °С, 30 мин - в зоне терморадиационной сушки при температуре 60 ±5 °С и 10 мин — в зоне охлаждения при температуре 18— 35 °С. Перегрузка ЭМ производится при перемещении подвески вблизи захватов транспортной системы.
Окрасочная камера предназначена для нанесения третьего слоя лакового покрытия методом пневматического распыления. Нанесение третьего слоя повышает толщину и надежность покрытия выводов микросхем. Камера имеет два стационарных краскораспылителя, каждый из которых осуществляет лакирование одной стороны ЭМ во время перемещения его мимо распылителя. Лак к распылителям подается от красконагнетательного бака вместимостью 40 л. Накопитель для готовых изделий предназначен для приема и накопления ЭМ из установки сушки.
ГГ1М влаго-защиты ЭМ может работать в наладочном (ручном) или автоматическом режиме. Основное преимущество модуля заключается в комплексной автоматизации технологического процесса и обеспечении равномерности лакового покрытия за счет сочетания комбинированных методов нанесения ЛКМ (пневматическое распыление и окунание с центрифугированием).
Такие модули, автоматизированные или механизированные линии, отдельные установки в условиях крупно-, средне и мелкосерийного производства стараются объединить общим или раздельными конвейерами в единый замкнутый технологический цикл. Одним из примеров расположения оборудования в условиях среднесерийного производства ЭМ может служить приведенная на рис. схема типового участка влаго-защиты. Согласно технологическому процессу ЭМ проходят ряд установок, в которых осуществляются определенные операции по подготовке поверхности, лакированию и сушке покрытий.
Следует отметить, что приведенная схема расположения СТО наиболее полно отвечает многономенклатурной программе участка. При влаго-защите однотипных изделий целесообразнее применять поточные механизированные и автоматизированные линии и ГПМ. За рубежом намечается тенденция внедрения компьютерных систем (в первую очередь микропроцессоров) в технологию нанесения ЛКП.