超声波三槽清洗机的开发研究电子工业部第二研究所尹继忠杜静刘勇曹峻华吴波杜海文（太原０３０ ０２４）摘要在印制板组件的清洗中，过去一直采用ＣＦＣ汽相清洗。由于联合国禁止使用ＣＦＣ ，生产厂家必须选择新的清洗机。文中简单论述了非ＯＤＳ清洗机的工作原理和工艺过程。关键词 超声波清洗ＯＤＳ替代清洗设备ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＴｈｒｅＴ ａｎｋｓＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＣｌｅａｎｉｎｇＭａｃｈｉｎｅＹｉｎＪｉｚｈｏｎｇＤｕＪｉ ｎｇＬｉｕＹｏｎｇＣａｏＪｕｎｈｕａＷｕＢｏＤｕＨａｉｗｅｎＡｂｓｔｒａｃｔＣＦＣｖａ ｐｏｕｒｐｈａｓｅｃｌｅａｎｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｕｓｅｄｔｏｂｅｕｓｅｄｉｎｐｒｉｎｔ ｅｄｃｉｒｃｕｉｔａｓｓｅｍｂｌｉｅｓｃｌｅａｎｉｎｇ．ＤｕｅｔｏＵｎｉｔｅｄＮａｔｉ ｏｎｓｆｏｒｂｉｔｔｏｕｓｅＣＦＣ，ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓｍｕｓｔｓｅｌｅｃｔｎｅ ｗｃｌｅａｎｉｎｇｍａ－ｃｈｉｎｅ．Ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅｄｉｓｃｕｓｓｅｓｂｒｉｅｆｌ ｙｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｎｏＯＤＳｃｌｅａｎｉｎｇｍａ ｃｈｉｎｅｄｅ－ｖｅｌｏｐｅｄ．ＫｅｙｗｏｒｄＵｌｔｒａｓｏｎｉｅｃｌｅａｎｉｎｇＯｚ ｏｎｅｄｅｐｌｅｔｉｏｎｓｕｂｓｔａｎｃｅａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎＣｌｉａｎｉｎｇｅｑｕ ｉｐ－ｍｅｎｔｓ在印制板组件的生产过程中，焊接工艺是必不可少的。印刷板组件的焊接工艺要 求使用焊剂，而焊后的印制板组件上残留的焊剂对组件的长期可靠性有很大影响，必须清洗掉焊剂 残留物。目前采用的清洗剂多为氯氟烃（简称ＣＦＣ）和三氯乙烷等臭氧损耗物质（简称ＯＤＳ） 。为了保护大气臭氧层，联合国要求限期取缔ＯＤＳ物质的生产，因此印制板生产厂家必须选择新 的清洗机和清洗液。在这种情况下我们开发出适合中小型电子企业使用的超声波三槽清洗机。本清 洗机可适用多种非ＯＤＳ的清洗液，可用于印制板组件、陶瓷基板、眼镜片和精密金属零件等的清 洗。该设备为三槽式，由两个清洗液加热和超声波清洗槽、一个浸渍和喷淋清洗槽、一把手动喷枪 组成。清洗液采用电热管加热，自动温度控制，温控范围从室温至８０℃，连续可调。第三槽可先 浸渍清洗，然后悬挂，用手动喷枪喷淋清洗。清洗时印制板组件（清洗件）放入清洗筐中，在三槽 之间手动传送清洗筐。该设备具有加热、控温、超声波功率可调和喷淋清洗等优点，并可用半水、 皂化水和水等多种非ＯＤＳ清洗液，用于电子、通讯、邮电、计算机、仪器仪表、汽车等行业中的 印制板组件和金属零件的清洗。使用环境与工作条件：环境温度：０℃～４０℃相对湿度：３５％ ～８５％使用在无腐蚀气体，少灰尘的室内，并配有上、下水管路。１结构特征与工作原理１．１ 结构特征本设备由第一槽加热体、第一槽超声波换能器及发生器、第二槽加热体、第二槽超声波换 能器及发生器、基座体、手动喷枪、泵和电控系统等组成。各部分均独立成体。１．１．１加热及 温控机构该设备为三槽式，第一，二槽采用电加热管加热，ＤＸＴ系列温度控制器调温，具有ＰＩ Ｄ调节和数字显示。用户可以在开机后的任何时候调整温度设定值。从数字显示上可以观察到温度 设定值和目前的过程值。该设备还具有超温报警功能，当温度超出报警值时，蜂鸣器开始鸣叫。１ ．１．２超声波清洗机构第一、二槽中装有超声波换能器，它通过电缆同超声波发生器相联。可根 据液位和负载情况，调整发生器输出功率，达到最佳清洗效果。超声波发生器有过载自动保护功能 ，在负载过流或输出短路情况下，能快速切断高压电源和振荡输出，同时点亮过载指示灯，不至于 损坏其它器件。１．１．３喷淋清洗机构手持喷松，搬动开关，清洗剂成４５°角喷出，喷淋截面 为偏椭圆。根据需要可以调整喷枪到清洗件的距离。１．１．４电控系统电控系统由主机内的电控 箱、两台超声波发生器和主机正面上的操作面板组成。操作面板有五个带有指示灯的开关，从左至 右依次为“加热Ⅰ”、“超声Ⅰ”、“加热Ⅱ”、“超声Ⅱ”和“喷淋”。喷淋开关用于泵的启停 。电控箱上带有仪表板，其左、右两块温控仪分别控制第一槽、第二槽的温度。通过观察过程值（ ＰＶ）显示屏（绿色）和设定值（ＳＶ）显示屏（红色），随时了解当前的温度值和设定值。超声 波发生器面板上的电流表定性指示超声波发生器的输出功率。１．２工作原理印制板组件清洗流程 如下：印制板组件→清洗筐→第一槽超声清洗→第二槽超声清洗→第三槽超声清洗→喷淋清洗首先 将印制板组件插入清洗筐中，在第一、二槽按设定的温度达到恒温后，把清洗筐放入第一槽中。打 开超声波发生器，由超声波发生器发出的高频振荡电信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播 到介质—清洗液中，超声波在清洗液中疏密相间在向前辐射，使液体振荡而产生许多微小气泡。这 些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，而在正压区迅速闭合。在这种被称作“空化”效应 的过程中，气泡闭合形成超过１００ＭＰａ的瞬间高压，连续不断地冲击清洗表面，使清洗件表面 和缝隙中的污垢迅速剥落，达到净化的目的。经过第一、二两槽超声波清洗后，将清洗筐放入第三 槽浸渍清洗，然后将清洗筐挂起，用喷枪喷淋清洗，完成整个清洗过程。２技术参数１）超声波发 生器输出功率：２５０Ｗ～５００Ｗ连续可调（两组）２）超声波频率：２３．７ｋＨｚ３）加热 器功率：２ｋＷ（两组）４）温度设定范围：室温至８０℃５）超温报警温度值设定范围：室温至 １００℃６）温度控制精度：±１．５℃７）清洗槽有效容积：４００ｍｍ×４００ｍｍ×２６０ ｍｍ８）可清洗的印制板组件最大尺寸：３２０ｍｍ×１６０ｍｍ（１５块／批）９）可清洗的印 制板组件最小尺寸：５０ｍｍ×５０ｍｍ（可根据用户不同的印制板组件尺寸设计清洗筐）１０） 电源：５０Ｈｚ、三相四线、３８０Ｖ±１０％１１）总功率：６ｋＷ３结语ＯＤＳ物质的替代关 系到臭氧层的保护，根据１９９０年的伦敦修正案要求至２０００年逐步淘汰ＣＦＣ的生产和消费 。１．１．１－三氯乙烷从１９９３年起冻结在１９８９年的水平，至１９９５年削减３０％，至 ２０００年削减７０％，至２００５年予以淘汰。中国将在２０１０年全行业停止使用ＯＤＳ物质 。而《蒙特利尔议定书》的条款规定至少每四年修订一次有关的限制措施，替代步骤只有越来越快 。因此，印制板组件生产厂家不得不选择新的清洗机和清洗液。超声波三槽清洗机的开发研究$电 子工业部第二研究所@尹继忠@杜静@刘勇@曹峻华@吴波@杜海文超声波清洗,ＯＤＳ替代,清 洗设备在印制板组件的清洗中，过去一直采用ＣＦＣ汽相清洗。由于联合国禁止使用ＣＦＣ，生产 厂家必须选择新的清洗机。文中简单论述了非ＯＤＳ清洗机的工作原理和工艺过程。间高压，连续 不断地冲击清洗表面，使清洗件表面和缝隙中的污垢迅速剥落，达到净化的目的。经过第一、二两 槽超声波清洗后，将清洗筐放入第三槽浸渍清洗，然后将清洗筐挂起，用喷枪喷淋清洗，完成整个 清洗过程。２技术参数１）超声波发生器输出功率：２５０Ｗ～５００Ｗ连续可调（两组）２）超 声波频率：２３．７ｋＨｚ３）加热器功率：２ｋＷ（两组）４）温度设定范围：室温至８０℃５ ）超温报警温度值设定范围：室温至１００℃６）温度控制精度：±１．５℃７）清洗槽有效容积 ：４００ｍｍ×４００ｍｍ×２６０ｍｍ８）可清洗的印制板组件最大尺寸：３２０ｍｍ×１６０ ｍｍ（１５块／批）９）可清洗的印制板组件最小尺寸：５０ｍｍ×５０ｍｍ（可根据用户不同的 印制板组件尺寸设计清洗筐）１０）电源：５０Ｈｚ、三相四线、３８０Ｖ±１０％１１）总功率 ：６ｋＷ３结语ＯＤＳ物质的替代关系到臭氧层的保护，根据１９９０年的伦敦修正案要求至２０ ００年逐步淘汰ＣＦＣ的生产和消费。１．１．１－三氯乙烷从１９９３年起冻结在１９８９年的 水平，至１９９５年削减３０％，至２０００年削减７０％，至２００５年予以淘汰。中国将在２ ０１０年全行业停止使用ＯＤＳ物质。而《蒙特利尔议定书》的条款规定至少每四年修订一次有关 的限制措施，替代步骤只有越来越快。因此，印制板组件生产厂家不得不选择新的清洗机和清洗液 。超声波三槽清洗机的开发研究$电子工业部第二研究所@尹继忠@杜静@刘勇@曹峻华@吴波@杜海文超声波清洗,ＯＤＳ替代,清洗设备在印制板组件的清洗中，过去一直采用ＣＦＣ汽相清洗。由于联合国禁止使用ＣＦＣ，生产厂家必须选择新的清洗机。文中简单论述了非ＯＤＳ清洗机的工作原理和工艺过程。
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