Способ очистки отверстий печатных плат

 

Изобретение относится к радиоэлектронной промышленности, а именно к очистке печатных плат. Сущность изобретения: гидрокавитационный генератор и печатную плату помещают в жидкую среду и формируют струю кавитирующей жидкости перпендикулярно поверхности платы вдоль оси отверстий в плате. За счет пропускания кавитирующего потока через отверстия происходит их очистка от микровключений. Воздействие струйного потока осуществляют при перепаде давления 0,6-10 МПа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронной промышленности, а именно к устройствам очистки узлов и деталей радиоэлектронной аппаратуры, преимущественно плат печатного монтажа от микровкраплений и отложений.

Конструкция печатных плат, применяемых в радиоэлектронной промышленности, предусматривает выполнение большого количества отверстий для осуществления монтажа. Отверстия, как правило, изготавливаются сверлением. Однако после сверления в отверстиях остается большое количество микровключений, заусенцев, задиров и других дефектов изготовления.

Известно много способов очистки радиоэлементов и деталей, в частности очистки отверстий печатных плат производится механически при помощи абразивного материала, который подается воздушным потоком [1] К недостаткам этого способа можно отнести то, что частицы абразива могут сами засорять отверстия печатных плат, внедряясь в их поверхность. Способ требует тщательной подготовки, просеивания абразива и его последующей очистки.

Известен также способ очистки отверстий печатных плат, применяемый в качестве прототипа и заключающийся в воздействии водяного потока, истекающего из насадка, на отложения в отверстиях печатных плат и выносе их вместе с потоком наружу [2] К недостаткам этого способа можно отнести то, что для очистки отверстий электронных плат используется только динамическое воздействие струйного потока, истекающего из насадки, что недостаточно для качественной очистки поверхности отверстий от микровкраплений. Кроме того, достижение необходимой степени очистки с использованием данного способа требует значительного расхода воды и затрат времени.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение качества очистки отверстий печатных плат. Технический результат от использования изобретения заключается в снижении расхода жидкой среды и энергозатрат при одновременном сокращении времени на обработку отверстий печатных плат.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе очистки отверстий печатных плат, включающем воздействие струи жидкости на поверхность печатной платы с отверстиями, формируют струи в виде струйного кавитационного потока при помощи гидрокавитационного генератора, а печатную плату и гидрокавитатор помещают в жидкую среду, причем струйный кавитирующий поток из генератора направляют перпендикулярно поверхности платы вдоль оси отверстий с возможностью обеспечения схлопывания газопаровых кавитационных пузырьков внутри отверстий и отрыва выступающих на поверхности отверстий микровключений остатков материала после сверления путем производимых пузырьками микровзрывов с последующим уносом микровключений потоком.

Кроме этого, воздействие струйного потока осуществляют при перепаде давления (P_o P_к) 0,6-10 МПа, а расстояние между насадком генератора и поверхностью очищаемой платы определяют из условия: , где P_к гидростатическое давление в потоке; P_o гидродинамическое давление в потоке, на выходе из насадка генератора; l расстояние между насадком генератора и поверхностью платы; d диаметр проходного сечения насадка генератора.

На чертеже представлен пример осуществления способа очистки отверстий электронных плат.

Способ реализуется следующим образом.

Электронную плату 1 с отверстиями 2, а также струйный поток 3, истекающий из насадка генератора кавитации 4, помещают в жидкую среду 5, находящуюся в емкости 6.

Жидкость, в частности вода, с температурой 40-50 ^o С подается в генератор кавитации 4, в котором, начиная с перепада давления не менее ΔP = P_o-P_к = 0,6 МПа и скорости струйного потока 32 м/с, зарождаются газопаровые пузырьки 7.

При перепаде давления больше 0,6 МПа растет интенсивность зарождения газопаровых пузырьков и их воздействия на отложения. Перепад давления в потоке свыше 10 МПа может привести к расслоению материала и его эрозии. Когда в генераторе кавитации 4 происходит падение статического давления ниже давления насыщенных паров, это вызывает гидравлическую кавитацию, сопровождаемую непрерывным процессом образования, роста и сокращения газопаровых пузырьков. Эти пузырьки вместе с потоком воды попадают в отверстия печатных плат и схлопывают там.

При схлопывании газопаровых пузырьков за счет вызываемых ими гидравлических ударов внутри отверстий происходит образование волн давления и скоростных микроструй, воздействующих на микровключения частицы стружки (которые необходимо удалить из отверстий плат), которые выносятся вместе с потоком из отверстий плат наружу.

Согласно экспериментальным данным с уменьшением темпа падения давления активность кавитации по оси затопленной струи жидкости снижается с увеличением отношения , а с его уменьшением увеличивается.

Таким образом, чем больше оказывает влияние кавитация на величину полного давления (т.е. чем больше P_к/P_o), тем сильнее активность газопаровых пузырьков. Это дает возможность влиять на степень активности газопаровых пузырьков и их очищаемую способность по удалению микровключений, в частности частиц стружки, имеющих место в отверстии плат.

Применение настоящего изобретения позволяет повысить производительность очистки отверстий печатных плат при одновременном снижении энергозатрат и расхода воды.

Способ прошел апробацию в лаборатории гидродинамики струйных течений.

Формула изобретения

1. Способ очистки отверстий печатных плат, заключающийся в воздействии струи жидкости на поверхность печатной платы с отверстиями, отличающийся тем, что формируют струю в виде струйного кавитационного потока при помощи гидрокавитационного генератора, а печатную плату и гидрокавитационный генератор помещают в жидкую среду, в которой струйный кавитирующий поток из генератора направляют перпендикулярно поверхности плат вдоль оси отверстий с возможностью обеспечения схлопывания газопаровых кавитационных пузырьков внутри отверстий и отрыва выступающих на поверхности отверстий микровключений остатков материала после сверления путем производимых пузырьками микровзрывов с последующим их уносом потоком.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздействие струйного потока осуществляют при перепаде давления 0,6 10 МПа, а расстояние между насадком гидрокавитационного генератора и поверхностью очищаемой печатной платы определяют из условия

где P_к гидростатическое давление в потоке, МПа;
P_о гидродинамическое давление в потоке, исходящем из насадка генератора, МПа;
l расстояние между насадком генератора и поверхностью платы, мм;
d диаметр проходного сечения насадка генератора, мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1