ВлагозащитаВ последнее время процессы автоматизации затронули практически все участки сборочно-монтажного цеха: автоматизация установки компонентов, автоматизация входного и выходного контроля, автоматизация отмывки и т.д. Производители стараются даже на мелких сериях (а зачастую и при изготовлении пилотных образцов) уйти от ручного труда, как от самого слабого звена в производственной цепи. Ручной труд — это, прежде всего, человеческий фактор: ошибки в процессе, непредсказуемость действий, влияние на качество работы специалистов различных внешних и внутренних факторов от природных до эмоциональных. И только один процесс в сборочно-монтажного цехе, в большинстве случаев, который до сих пор остается ручным — селективная влагозащита печатных плат отечественным уретановым лаком УР-231. Данный лак применяется, в основном, в изделиях двойного или военного назначения за счет его высоких защитных свойств. Например, лак имеет хорошую стойкость к температурным режимам — лак защищает ПП при температуре от -60 до +120 С°, стоек к физическим ударам, по прибору У-1 - 50 см и т.д.

Главными проблемами автоматизации селективного нанесения УР-231 были три момента:
1. Двухкомпонентный состав лака, а именно: ДГУ (отвердитель) и полуфабрикатный лака УР-0231, которые необходимо смешать в пропорции 100:18, а затем выдержать в течение 30 минут, что исключает возможность моментального смешивания и нанесения на ПП.
2. Быстрое засыхание. Лак имеет свойство быстро засыхать при комнатной температуре 20±2С° за 5 часов (по ТУ 6-21-14-90, на практике время засыхания в 1,5 раза меньше), тем самым засоряя коммуникационные шланги и клапаны автоматизированной системы, а в последующем невозможно будет вывести лак из коммуникационной инфраструктуры системы.
3. Отсутствие возможности автоматизированного измерения вязкости в соответствии с ТУ 6-21-14-90 (например, электронным вискозиметром), в абсолютных единицах (сПз), только ручным прибором В3-4 или В3-246 в условных единицах по ГОСТ 8420-74. Поэтому необходимо вначале смешать лак, а затем добавлять растворитель, по показаниям вискозиметра.

Pic02 smКак известно, существует несколько видов селективного нанесения УР-231:
1. Самый распространенный - нанесение лака кисточкой, но к сожалению, в этом случае сложно контролировать толщину нанесенного лака (а в соответствии с ТУ 6-21-14-90-толщина слоя должна составлять 40-60 мкм. (три-четыре слоя). К тому же, вручную сложно выдерживать геометрию защитного контура, особенно на мелких компонентах. Нанесение лака в один слой на одну ПП занимает в среднем от 3 до 10 минут в зависимости от сложности изделия.
2. Второй по популярности - это метод погружения ПП в ванну с лаком. Данный метод еще более сложен, нежели чем предыдущий, так как в случае с погружением необходимо маскировать места, которые не нужно покрывать лаком, а в последующем, необходимо снимать защитную пленку.
3.Метод ручного распыления. Подача под давлением лака через пистолет или другое устройство. Данный метод предполагает необходимость маскирования и, кроме этого, достаточно вреден, так как при распылении лака выделяется большое количество вредных веществ, превышающих нормы ПДК, соответственно, обязательно использование дополнительных защитных средств специалистов и наличие высокопроизводительной приточно-вытяжной вентиляции.

Методы не технологичныКак видно из этого перечня данные методы не технологичны, не точны и не обеспечивают должного качества и повторяемости процесса. Поэтому испанская компания INNOMELT (изготовитель систем дозирования технологичных материалов) при участии российской компании «АссемРус» решила вопрос с автоматизированным селективным нанесением двухкомпонентных лаков, в том числе и с УР-231. В соответствии с ТУ 6-21-14-90 нет возможности смешивать лак напрямую в дозирующей голове, так как ему необходимо полчаса выдержки. Поэтому была разработана независимая от самой влагозащиты, система специально для двухкомпонентных лаков - Meter mix system. Данная система имеет следующие характеристики:

  • две емкости для двух компонентов (ДГУ и полуфабрикатный лак),
  • серво-контроллер для точной подачи необходимых частей лака (пропорции задаются оператором),
  • система преднагрева (до 60 С°),
  • система дегазирования
  • клапан для смешивания двух частей.

Принцип работыПринцип работы прост: из двух емкостей в определенных пропорциях (запрограммированных ранее, для УР-231 это 100:18) поступает полуфабрикатный лак и ДГУ в клапан для смешивания, где через определенную насадку уже подается однородный и смешенный материал УР-231, который можно залить в бак (от 2 до 20 литров), в картридж или в адаптер, где его необходимо выдержать минимум полчаса. В последующем, из этих емкостей лак УР-231 подается под давлением на клапан дозирования самой системы. В зависимости от объемов производства настольная Meter mix system может быть оснащена емкостями от 5 до 30 литров каждая. Для еще больших объемов предусмотрена PLC Meter mix system, которая отличается от предыдущей системы большими объемами баков и автоматической системой продувки труб и клапанов. PLC Meter mix system может быть выполнена, как в настольном, так и в напольном варианте.

Pic08После процесса смешивания, необходимо нанести лак. В портфеле продуктов INNOMELT есть два вида систем влагозащиты: настольные системы CF 440 и CF 440 LC, а также напольные системы, встраиваемые в производственную линию CF 395 IL и CF 495 IL. Постараемся рассмотреть каждый вид более подробнее. CF440 настольная система с фронтальной загрузкой/выгрузкой печатных плат и возможностью использования трех различных клапанов для дозирования, различной ширины и различными методами, что делает процесс влагозащиты более быстрым и удобным. Кроме того, в этой системе есть возможность использовать клапан с углом наклона до 45 ° влево и вправо. Работает с ПП до 400х400 мм. В системе используется автоматическая продувка клапанов. Система CF 440 LC является аналогом CF440, кроме одного нюанса в системе LC можно использовать ПП больше размера - 500х500 мм, но при этом количество клапанов снижено до одного, по сравнению с предыдущей моделью. Кроме настольных систем, в портфеле продуктов INNOMELT есть системы, встраиваемые в линию. CF395 - система, имеющая цепной конвейер, работает с ПП до 900х500 мм.

Насадка влагозащитыВ системе предусмотрена возможность установки клапанов, которые работают в плоскостях X,Y,Z. Система CF495 - это аналог CF395 с одним отличием - возможностью использовать клапаны с углом наклона до 45 ° влево и вправо.
Во всех системах влагозащиты компании INNOMELT могут использоваться следующие опции:

  1. Patchcoat - программное обеспечение для написания программ. Для написания программ можно использовать CAD-данные или же обучающую визуальную камеру, которая есть во всех системах. Передача программы возможно либо напрямую в систему, либо через USB-накопитель.
  2. Программное обеспечение для контроля технического обслуживания. Система сигнализирует оператору какие действия по обслуживанию системы ему необходимо выполнить через определенное время или через определенное количество циклов. Данная опция особенно актуальна при использовании УР-231, так как в случае простоя системы более 3-5 часов систему необходимо прочистить растворителем Ксилол, залив его в емкость для лака и пропустив через коммуникации системы. Если это не сделать своевременно, лак засохнет в трубках и клапанах, тем самым, сделав невозможным последующее нанесение лака.
  3. Клапаны различной шириныИспользование клапанов различной ширины и методов нанесения: спрей-клапаны различной ширины, микро-спрей клапаны для нанесения тонких линий и точек, игольчатый и золотниковый клапаны. Во всех системах, за исключением системы CF440 LC, присутствует возможность использования трех разных клапанов.
  4. Датчик уровня лака сигнализирует оператору о снижении уровня лака в баке до критического уровня (уровень задается оператором).
  5. Использование различных баков (от 2 до 50 литров), картриджей (от 30 до 600 мл.) и шприцов-адаптеров (10,30 и 55 куб.см).
  6. Другие опции под конкретный проект (лазерный считыватель штрих-кода, дополнительная камера, лазерная мушка и т.д.).

 

    Настольные системы, ручная загрузка    Напольные системы, встраиваемые в линию 
 CF 440  CF 440 LC   CF495  CF395
 Габариты ПП   400х400 мм  500х500 мм  Стандарт до 500х500 мм. Опция 900х500 мм  Стандарт до 500х500 мм. Опция 900х500 мм
 Точность по осям X,Y,Z  10 мкм  10 мкм  10 мкм  10 мкм
 Тип загрузки/выгрузки  ручной  ручной  автоматизированный конвейерный  автоматизированный конвейерный
 Клиренс ПП сверху/снизу  80 мм  80 мм  80 мм  80 мм
 Количество насадок на голове  максимум 3  максимум 1  максимум 3  максимум 3
 Работа с двух- и однокомпонентными лаками  наличие  наличие  наличие  наличие
 Габариты системы  900х800х804 мм  900х800х804 мм  1289х1100х1604 мм  1289х1100х1604 мм

 

По технологической цепочке после нанесения лака следует его сушка. В портфеле компании INNOMELT — три вида печей для сушки различных лаков: УФ-печи, ИК- печи и конвекционные печи. Конвекционных сушильных печей у INNOMELT две: CF2 имеет двухметровую рабочую зону применяется для мелко/среднесерийного производства, CF-4 имеет четырехметровую рабочую зону и применяются в основном для средне/крупносерийного производства.

Кроме разницы в длине, остальные параметры печей схожи. Для отверждения УР-231 необходима конвекционная сушильная печь. В соответствии с ТУ 6-21-14-90 промежуточные лаки сушат в течении 2 часов 65±5 С° либо 30 минут при температуре 80±5 С°, последний слой покрытия лака УР-231 должен быть высушен в течении 8 часов при температуре 65±5 С°, либо 3 часа при температуре 80±5 С°. Во всех сушильных печах марки INNOMELT — легкий программный интерфейс управления.
В печи можно изменить несколько параметров:

  • Скорость движения конвейера: от 10 до 300 см/мин;
  • Режим работы: пошаговый (один шаг - движение по конвейеру, второй шаг - простой) либо последовательный (линейное движение по конвейеру с заданной скоростью);
  • Температура сушки: от 0 до 90С°. Для оптимизации работы производства и сокращения времени сушки рекомендуется использовать температурный диапазон 80±5 С°.

Pic11

При данных параметрах необходимо задать скорость движения ПП по конвейеру печи в 10 см/мин (минимальный), в печи CF2, используя пошаговый режим работы конвейера, а в печи CF4 последовательный (при скорости 13, (3) см/мин время нахождения в печи 30 мин.).


Все печи INNOMELT полностью совместимы с системами селективной влагозащиты и, также, как и системы влагозащиты, имеют декларацию соответствия российским нормам и стандартам. Таким образом, компания INNOMELT, совместно с АссемРус, нашла экономичное решение автоматического смешивания, нанесения и отверждения лака УР-231 на ПУ. Оборудование INNOMELT позволяет работать с лаком УР-231, начиная с его поступления на участок подготовки производства (предварительное автоматизированное смешивание двух компонентов ДГУ (отвердитель) и полуфабрикатного лака УР-0231 в Meter mix system) и заканчивая автоматизированным нанесением и отверждением лака (в системах селективной влагозащиты и в конвекционных печах отверждения соответственно). Накопленный опыт специалистов АссемРус позволяет не только поставить и запустить системы влагозащиты, но и провести качественную консультацию по техническим вопросам и подобрать систему и комплектацию под задачи заказчика.