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Auf dem Prüfstand: Reinigen lineare Sprühprozesse besser als rotierende?

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Auf dem Prüfstand: Reinigen lineare Sprühprozesse besser als rotierende?

„Je höher der Sprühdruck, desto besser das Reinigungsergebnis? Bei NoClean ist Reinigen generell nicht notwendig? Hat man immer Abschattung in Batch-Anlagen? Sind Sprühprozesse besser als Tauchprozesse?“

Kommen Ihnen diese Fragen über die Elektronikreinigung bekannt vor? Wir von Zestron stellen altbekannte Reinigungsmythen wissenschaftlich auf den Prüfstand – unabhängig von Anlagenherstellern, technisch fundiert und nachvollziehbar. Überzeugen Sie sich selbst.

Häufig wird behauptet, Reinigungsanlagen mit linearen Sprüharmen wären besser als Systeme mit rotierenden Armen, weil nur lineare Anlagen reproduzierbare Ergebnisse liefern würden. Doch wie funktionieren beide Systeme überhaupt?

▸ Funktionsweise beider Systeme

maschinenvergleich reinigung pcb

In linearen Anlagen bewegt sich der Sprüharm gleichmäßig über die Substrate. Wohingegen in rotierenden Anlagen der Sprüharm über dar Reinigungsgut rotiert.


▸ Lineare Anlage:

lineare anlage elektronikreinigungDie lineare Bewegung des Sprüharms erweckt die Vorstellung, dass alle Teile die gleiche Reinigermenge in der gleichen Zeit erhalten.

Mathematisch betrachtet ist das Reinigervolumen, das in einem Zeitintervall auf eine bestimmte Fläche trifft, gleich einer düsen- und armspezifischen Konstante, geteilt durch die Lineargeschwindigkeit über die bestimmte Fläche, multipliziert mit der Anzahl der Durchgänge des Arms in dem Zeitintervall.

In einem linearen System ist die Sprüharmgeschwindigkeit an jedem Ort gleich, daher ist das spezifische Volumen überall gleich und die Teile A1 und A2 sehen die gleichen Bedingungen.

▸Rotationsanlage:

Rotationsanlage reinigung LeiterplattenIn einem rotierenden System drehen sich die Düsen an den Enden des Sprüharms um einen größeren Kreis als die Düsen in der Mitte. Je größer also der Durchmesser des Kreises, desto größer ist die Fläche, die die Düse mit Reiniger bedecken muss. Unter der Annahme, dass aus jeder Düse die gleiche Menge Reiniger austritt, würde Teil A2 weniger Reiniger erhalten als Teil A1.

Wissenschaftlich betrachtet, ist die Geschwindigkeit über eine Fläche abhängig von der Winkelgeschwindigkeit des Sprüharms, multipliziert mit dem Radius der Fläche. Die vorherige Gleichung ändert sich und das Volumen wird vom Radius abhängig. Einfach ausgedrückt: Je größer der Radius, desto geringer das Volumen.

Das würde bedeuten, dass die Reinigungsbedingungen in rotierenden Systemen unterschiedlich wären, in linearen Systemen hingegen gleich – unabhängig von der Position des Teils in der Anlage.

Reinigen lineare Sprühprozesse besser als rotierende? Wenn dieser Mythos wahr wäre, was würde das bedeuten?

  • Bedeutet das, dass nur lineare Anlagen reproduzierbare Ergebnisse liefern?
  • Sehen Baugruppen in einem rotierenden System nicht die gleichen Bedingungen?
  • Sind rotierende Systeme dann grundsätzlich schlechter als lineare?


▸ Der Faktencheck:

Wir haben eine Anlage mit linearen Sprüharmen und eine Anlage mit rotierenden Armen ausgewählt und vergleichende Tests durchgeführt.

Während des Betriebs der Anlagen haben wir die Reinigerverteilung entlang der Sprüharme untersucht. Das Reinigervolumen im linearen System zeigt kaum Unterschiede zwischen den Positionen in der Anlage. Bei der rotierenden Anlage ist jedoch das Reinigervolumen in der Mitte des Arms höher.

Mit einem Testboard aus Glas, bestückt mit Komponenten mit unterschiedlichen Standoffs sowie einem definiertem Testflussmittel konnten wir die Reinigungsleistung unter Komponenten in beiden Anlagen vergleichen.

Hier noch einmal die Ergebnisse im Vergleich:

reinigung leiterplatten


▸ Das Resultat:

In der linearen Anlage zeigen die Tests die gleichen, reproduzierbaren Ergebnisse unter Komponenten für die Baugruppen an den Positionen A1 und A2.

In der rotierenden Anlage werden die Flussmittelrückstände bei den innen positionierten Baugruppen signifikant schneller abgereinigt, als bei den außen positionierten Baugruppen.

Die Testergebnisse zeigen: Theoretisch ist der Mythos, dass nur Anlagen mit linearen Sprüharmen reproduzierbare Ergebnisse liefern wahr, ABER: nur unter isolierter Betrachtung der Sprüharmbewegung und unter der Annahme, dass alle anderen Einflussfaktoren eines Reinigungsprozesses, wie z.B. Sprühdruck und Volumen identisch sind. Das ist allerdings bei den Systemen auf dem Markt nicht der Fall.

Sie interessieren sich für die Details der durchgeführten Versuche und möchten die Unterschiede der einzelnen Anlagen besser verstehen? Dann kontaktieren Sie unser ZESTRON TEAM für detaillierte Testergebnisse

Kurz und Knapp

Auf dem Prüfstand: Reinigen lineare Sprühprozesse besser als rotierende?

Die Aussage

Im Markt wird häufig behauptet, dass Baugruppen in Anlagen mit rotierenden Sprüharmen keine einheitlichen Reinigungsbedingungen erfahren. Es wird unterstellt, dass die Teile je nach Position in der Reinigungskammer unterschiedlichen Reinigungszeiten und Reinigervolumen ausgesetzt sind. Hingegen wären die Bedingungen bei Anlagen mit linearen Sprüharmen immer identisch.

Die wissenschaftliche Überprüfung

Zur Überprüfung des Mythos hat ZESTRON vergleichende Versuche durchgeführt:

  • Reinigungsversuche mit einer linearen und einer rotierenden Sprühanlage
  • Messung der Reinigermenge an verschiedenen Positionen in der Anlage
  • Flussmittelentfernung unter Komponenten mittels Testboard

Die Auflösung

Ist der Mythos wahr oder falsch?

Ihr Kontakt zum Faktencheck

Sind lineare Sprühprozesse besser als rotierende?

Erfahren Sie mehr über die Hintergründe der Versuchsreihe und die Unterschiede der einzelnen Reinigungsanlagen für Baugruppen, Hybriden, etc.
Nach Eingang Ihrer Anfrage erhalten Sie einen persönlichen Zugang zur Präsentation der Ergebnisse durch einen unserer Ingenieure.

Mythen der Elektronikreinigung – checked by ZESTRON

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