Reinigen und Vorbehandeln vor der Beschichtung

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1 Reinigen und Vorbehandeln vor der Beschichtung Reinigung mittels Hochdruckwasserstrahl Henry Beyer OTA Oberflächentechnik Anlagenbau GmbH, Berlin

2 Notwendige und hinreichende Bedingungen zur Erzielung einer reinen Oberfläche Ausreichend hohe Energie in die Oberfläche einbringen Keine Schädigung der Werkstückoberfläche Keine Rückverschmutzung durch das Reinigungsmedium, unsachgemäßes Handling, etc.

3 Energieeintrag / Kriterien

4 Bestimmung der Oberflächenspannung Reinigung mit Hochdruck-Wasserstrahl Reinigung mit Plasma Strahlen und Ultraschallreinigung Beizen Alkalische Reinigung Bondfähigkeit (Au) Lötfähigkeit Stanzen Fluchtöl Stanzen Normalöl Umspritzbarkeit Feinstreinigung Aqua destilata Oberflächenspannung in mn/m

5 Anforderungen an Reinigungsprozesse Vermeiden statt Reinigen Reinigen soweit nötig und nicht soweit möglich (Folgeprozess bestimmt Grad der Reinheit) Gezielte Reinigung bei einzelnen Prozessschritten nach Analyse des Gesamtprozesses Kosteneffektivität

6 FIOR-Strategie Bestimmung des in jeder Prozessstufe benötigten Reinheitsgrades Ermittlung des geeigneten Reinigungsverfahrens Modulare und flexible dezentrale Reinigungsanlagen (mechanische und physikalische Reinigungsverfahren bevorzugt) Praxistaugliche Messverfahren zur Ermittlung der Oberflächenreinheit

7 Anforderungsprofil an Reinigungsanlagen für kontinuierliche Durchlaufprozesse Kleine, kompakte, flexible und fertigungsintegrierbare Systeme (FIOR) Einfache Medienversorgung und -entsorgung ( Wohnzimmerkriterium ) Als Stand-Alone oder im Reel-to-Reel -Prozess einsetzbar Anwendbar für verschiedene Reinigungsaufgaben Kombinierbare Systeme mit unterschiedlichem Energieeintrag Einfache Bedienbarkeit Günstiges Preis-/Leistungsverhältnis

8 Reinigung mit Hochdruckwasserstrahl (SPOX -HP) Prinzipielle Funktionsweise Mechanisches Reinigungsverfahren Keine Verwendung von chemischen Zusätzen Gerichteter Hochdruckwasserstrahl Selektive, gezielte Reinigung von Bändern oder Teilen Interner Wasserkreislauf mit automatischer Abtrennung von Verunreinigungen über ein mehrstufiges Filtersystem Abblasen und Trocknen nach Reinigung Interner Kühlkreislauf

9 Reinigung mit Hochdruckwasserstrahl (SPOX -HP) Parameter Reinigungssystem Reinigungsmedium Leitungswasser oder VE-Wasser Wasserdruck bar Teilespezifische Düsenkonfiguration (Anzahl, Position, Art) Durchlaufgeschwindigkeiten 0 20 m/min. Material Frei liegende Oberflächen Bandbreite mm (bei Durchlaufanlagen)

10 Reinigung mit Hochdruckwasserstrahl (SPOX -HP) Vorteile Verwendung von reinem Wasser im Kreislaufbetrieb Selektive Reinigung von Problembereichen möglich In vorhandene Fertigungslinien integrierbar, kein zusätzlicher Arbeitsgang und Bediener notwendig Variabel bezüglich Aufstellort und -bedingungen, nur Strom- und Druckluftanschluss notwendig Reststoffentfernung während Betrieb möglich Abtrennung des Öls aus dem Wasserkreislauf durch Einsatz eines Ölabscheiders Problemlose Entsorgung des Reinigungswassers Anbindung Steuerung an übergeordnete Steuerung

11 Reinigung mit Hochdruckwasserstrahl (SPOX -HP) Typische Anwendungen Entfernung von Zinnflitter von vorverzinnten Stanzbändern Entfernung von Stanzrückständen (Späne, kein Stanzgrat) Entölung und Entfettung von Stanzbändern Partikelabreinigung (z. B. Strahlrückstände) Entfernung von Laserbearbeitungsspuren Kunststoffentgraten umspritzter Halbleiterbauelemente (Deflashing, ggf. mit elektrolytischer Vorbehandlung zur Kunststoffversprödung)

12 Flitterentfernung an vorverzinnten Stanzbändern Teil: Flachstecker Aufgabe: Abreinigung von Zinnflittern zur Vermeidung von Kurzschlüssen Ergebnis: Abreinigung aller Flitter > 0,2 mm sowie aller losen Flitter Fehlerrate < 0,1% Prozessintegration: Zwischen Stanze und (Kamera) bzw. Aufwickler

13 Flitterentfernung an vorverzinnten Stanzbändern Zinnflitter an Steckverbindern Detail nach Hochdruckwasserstrahlreinigung

14 Entölen / Entfetten von Stanzbändern Teil: Schalter Aufgabe: Abreinigung von Stanzölen von den Kontaktkuppen zur Gewährleistung des Übergangswiderstandes Ergebnis: Erhöhung der Oberflächenspannung von: 32 mn/m auf: 42 mn/m Prozessintegration: Zwischen Stanze und Aufwickler

15 Entölen / Entfetten von Stanzbändern Teil: Simcardhalter Handy Aufgabe: Abreinigung von Stanz- u. Walzölen vor einem Schweissprozess Ergebnis: Erhöhung der Oberflächenspannung von: 28 mn/m auf: 38 mn/m Prozessintegration: Zwischen Stanze und Aufwickler

16 Entölen / Entfetten von Stanzbändern Teil: Befestigungsblech Handy Aufgabe: Abreinigung von Stanzölen vor der Kunststoffumspritzung Ergebnis: Erhöhung der Oberflächenspannung von: 30 mn/m auf: 38 mn/m Prozessintegration: Zwischen Stanze und Aufwickler

17 Entölen / Entfetten von Stanzbändern Teil: Bondleiterkamm Aufgabe: Abreinigung von Stanzölen auf AlSi Oberfläche vor Aludrahtbonden Flitterabreinigung im Steckbereich Ergebnis: Erhöhung der Oberflächenspannung von: 30 mn/m auf: 38 mn/m Prozessintegration: Zwischen Stanze und Vereinzelung

18 Entölen / Entfetten von Stanzbändern Teil: Rasierklinge Aufgabe: Abreinigung von losen Partikeln sowie von Kühlschmiermitteln und Schleifölen vor PVD-Beschichtung Ergebnis: Abreinigung aller Partikel Erhöhung der Oberflächenspannung von: 30 mn/m auf: 40 mn/m Prozessintegration: Zwischen Schleifmaschine und Beschichtungsanlage

19 Partikelabreinigung von Stanzbändern Teil: Pinzette Aufgabe: Abreinigung von Rückständen aus einem Sandstrahlprozess zur Vermeidung von Verschleppungen Ergebnis: Vollständige Abreinigung aller Partikel Prozessintegration: Zwischen Sandstrahleinheit und Aufwickler

20 Partikelabreinigung von Keramiken Teil: Widerstand Aufgabe: Abreinigung von Si-Pasten und Laserschmauch Ergebnis: Vollständige Abreinigung aller Verunreinigungen, Zulässige Fehlerrate < 1% Prozessintegration: Stand alone (Einzelteile)

21 Laserschmauchabreinigung von Folien Teil: Chip-Interposer (strukturierte Pi-Folie) Aufgabe: Abreinigung von Laserschmauch vor galvanischer Beschichtung zur Vermeidung von Fehlbeschichtungen Ergebnis: Vollständige Abreinigung des Laserschmauchs Prozessintegration: Stand alone (Einzelteile)

22 Reinigung mittels Hochdruckwasserstrahl Laserschmauchabreinigung von Folien Strukturierte Folie mit Laserschmauch Gleiche Folie nach Hochdruckwasserstrahlreinigung

23 Deflashing kunststoffumspritzter Trägerbänder Teil: SOT-Band, umspritzt Aufgabe: Abreinigung von Kunststoffgrat vor galvanischer Beschichtung zur Vermeidung von Fehlbeschichtungen und von Verschleppungen Ergebnis: Abreinigung der Kunststoffgrate > 0,1 0,5 mm (bauteilabhängig) Fehlerrate (bauteilabh.) 0,5 2% Prozessintegration: Zwischen Abwickler und Verzinnung

24 Deflashing kunststoffumspritzter Trägerbänder Trägerband mit diskreten Halbleiter- Band nach Hochdruckwasser- Elementen nach Kunststoffumspritzen strahlreinigung und Verzinnung

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Weitere Informationen unter