Teilereinigung – DeSonic

Automatische Ultraschallreinigung Leiterplatten: Der Schlüssel zur makellosen Elektronik

Herr_Lange — Wed, 15 Oct 2025 09:27:13 +0000

Automatische Ultraschallreinigung Leiterplatten: Der Schlüssel zur makellosen Elektronik

Makellosigkeit in Serie: Warum die automatische Ultraschallreinigung der Goldstandard für Leiterplatten ist

Die Zuverlässigkeit elektronischer Geräte steht und fällt mit der Qualität der Leiterplatten (PCBs). Doch selbst in hochreinen Produktionsumgebungen bleiben nach dem Lötprozess unerwünschte Rückstände wie Flussmittel, Lötkugeln, Staub oder Fingerabdrücke zurück. Diese Kontaminationen können zu Kriechströmen, Korrosion und letztlich zum Ausfall der gesamten Baugruppe führen.

Die manuelle Reinigung ist inkonsistent und zeitaufwendig. Die Lösung für moderne, high-volume Fertigungslinien? Die automatische Ultraschallreinigung.

Was ist Ultraschallreinigung und warum funktioniert sie so gut?

Das Herzstück der Ultraschallreinigung ist das Phänomen der Kavitation.

Schallerzeugung: Im Reinigungsbad erzeugen Hochfrequenzwandler (typischerweise zwischen 20 kHz und 130 kHz) intensive Schallwellen.
Blasenbildung: Diese Schallwellen erzeugen mikroskopisch kleine Vakuumbläschen im Reinigungsmedium.
Implosion: Wenn diese Bläschen an der Oberfläche der Leiterplatte auf Strukturen treffen, implodieren sie. Diese winzigen Energieentladungen lösen selbst hartnäckigste Verschmutzungen – wie eine unsichtbare Bürste, die tausendfach pro Sekunde reinigt.

Der entscheidende Vorteil: Die Kavitationsbläschen erreichen jeden Winkel, jede Vertiefung und auch den schwer zugänglichen Raum unter modernen Bauteilen wie BGAs oder Low-Gap-Komponenten, den eine manuelle Bürste niemals erreichen könnte.

Die Vorteile der automatischen Prozesskette

Die Umstellung von manuellen oder halbautomatischen Prozessen auf eine vollständig automatisierte Ultraschallreinigung bietet massive Vorteile, die weit über die reine Sauberkeit hinausgehen:

1. Maximale Prozesssicherheit und Reproduzierbarkeit

In einem automatischen System sind alle Parameter (Temperatur, Frequenz, Reinigungszeit, Mediumskonzentration) digital voreingestellt und werden kontinuierlich überwacht. Dies eliminiert menschliche Fehler und garantiert, dass jede Leiterplatte mit exakt der gleichen Qualität gereinigt wird.

2. Protokollierbare Chargenverfolgung (Traceability)

Moderne Inlinesysteme verfügen über Schnittstellen zur Integration in die Manufacturing Execution Systems (MES). Über die Erfassung von Barcodes oder QR-Codes der Leiterplatte werden alle relevanten Reinigungsparameter pro Charge protokolliert und archiviert. Dies ist ein entscheidender Vorteil für Audit-Trails und die Rückverfolgbarkeit nach höchsten Industriestandards (z.B. ISO/TS, IPC).

3. Schonung des Materials

Automatisierte Anlagen verwenden präzise gesteuerte Ultraschallfrequenzen und Leistungseinstellungen. Höhere Frequenzen (z.B. > 80 kHz) erzeugen feinere Kavitationsbläschen und sind deutlich schonender zu empfindlichen Bauteilen.

4. Effizienz und Durchsatz

Automatisierte Systeme sind oft als Mehrstufen-Inlinesysteme konzipiert. Die Leiterplatten durchlaufen das System auf einem Förderband, von der Reinigung über mehrere Spülstufen bis zur Trocknung – ohne manuelles Eingreifen. Dies steigert den Durchsatz exponentiell.

Schritt	Funktion	Wichtiger Aspekt
1. Reinigung	Eintauchen in das Ultraschallbad mit dem passenden wässrigen oder lösemittelbasierten Medium.	Präzise Einstellung von Frequenz und Leistung.
2. Spülung I	Erste Spülung, um den Großteil des Schmutzes und des Reinigungsmediums zu entfernen.	Verwendung von deionisiertem (DI-) Wasser.
3. Spülung II/III	Feinspülung, um auch die letzten Ionenrückstände zu eliminieren. Oftmals mit integrierter Widerstandsmessung (Cleanliness Testing).	Protokollierung des Messwertes für die Chargendokumentation.
4. Trocknung	Schonende, aber effektive Trocknung, meist durch Heißluft- oder Vakuumsysteme.	Rückstandsfreie und vollständige Trocknung.

Der automatisierte Ablauf in der Praxis

Ein typisches, modernes automatisches Ultraschallreinigungssystem für Leiterplatten umfasst die folgenden Schritte

Perfektion in Serie: Die automatische Ultraschallreinigungsanlage UCS ATS

Für Fertigungslinien mit hohem Durchsatz und maximalen Anforderungen an die Reproduzierbarkeit ist die automatische Ultraschallreinigungsanlage UCS ATS die ideale Lösung. Diese modulare Inline-Anlage vereint alle genannten Vorteile: von der präzisen Ultraschallsteuerung über die mehrstufige DI-Wasser-Kaskadenspülung bis hin zur vollständigen Chargenverfolgung – alles in einem kompakten, vollautomatischen Prozess.

Modulare Bauweise für individuelle Anpassung
Integrierte Überwachung durch verschiedenste Mess-Sensorik
Überwachung und Visualisierung von Prozessparameter in Echtzeit

1. Maximale Prozesssicherheit und Reproduzierbarkeit

2. Protokollierbare Chargenverfolgung (Traceability)

3. Schonung des Materials

4. Effizienz und Durchsatz

Fazit

In einer Ära, in der die Miniaturisierung und die Anforderungen an die Langzeitzuverlässigkeit stetig steigen, ist die automatische Ultraschallreinigung von Leiterplatten kein Luxus mehr, sondern eine Notwendigkeit. Sie bietet die unschlagbare Kombination aus höchster Präzision, Materialschonung und konstantem Durchsatz.

Besonders in sicherheitsrelevanten Branchen liefert die integrierte, protokollierbare Chargenverfolgung den notwendigen Nachweis über die makellose Qualität – die ultimative Sicherheit für Produzenten und Endkunden.

Bereit für makellose Qualität und Audit-sichere Prozesse mit der UCS ATS?

Die Wahl der richtigen Ultraschallanlage ist entscheidend. Unser Expertenteam analysiert Ihre Fertigungsprozesse, Bauteilspezifikationen und Reinheitsanforderungen, um die perfekte automatische Lösung wie die UCS ATS für Sie zu konfigurieren.

Jetzt unverbindliche anfragen!

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Gefördertes Forschungsprojekt der DeSonic GmbH

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Passivieren

Automatisches Transportsystem ATS

Manuelles Transportsystem – Effizienz ohne Automatisierung

Passivieren

Herr_Lange — Fri, 24 Feb 2023 14:49:46 +0000

Anwendungen in der Teilereingung

Passivieren von Edelstahl

Reinigen und Passivieren von chirurgischen Instrumenten mit Ultraschall

Reinigen und Passivieren nach Bearbeitung

Das Passivieren von Edelstahl ist ein wesentlicher Prozess, um die Korrosionsbeständigkeit des Materials zu erhöhen. Diese chemische Oberflächenbehandlung bildet eine dünne, stabile Oxidschicht auf der Edelstahloberfläche, die als Schutzbarriere gegen Korrosion wirkt.

Bei der Bearbeitung von z.B. chirurgischen Instrumenten oder Produkten der Medizintechnik, aus nichtrostenden Stählen wird die diese Oxidschicht / Oberfläche „beschädigt“ so dass der Korrosionsschutz durch natürlichen Passivierung nicht mehr gewährleistet ist.

1. Vorbereitung der Oberfläche

Bevor die Passivierung beginnt, muss die Edelstahloberfläche gründlich gereinigt werden, um Verunreinigungen, Öle, Fette, Schweißrückstände und andere Fremdstoffe zu entfernen. Dies geschieht typischerweise durch:

Entfetten: Verwendung von alkalischen oder lösungsmittelhaltigen Reinigern, um organische Rückstände zu entfernen.
Beizen: Anwendung von Beizlösungen, die meist aus Säuren wie Salpeter- oder Flusssäure bestehen, um Oxidschichten, Zunder und metallische Verunreinigungen zu entfernen.

2. Spülen

Nach der Reinigung wird das Edelstahl gründlich mit mindest enthätetem besser noch deminieralisiertem bzw. deionisiertem Wasser gespült, um Rückstände der Reinigungs- und Beizmittel zu entfernen. Dies verhindert mögliche Kontaminationen und stellt sicher, dass die Passivierungslösung gleichmäßig auf die Oberfläche einwirken kann.

3. Passivierung

Der eigentliche Passivierungsprozess wird durch das Eintauchen des gereinigten Edelstahls in eine Passivierungslösung durchgeführt. Typischerweise werden dafür Lösungen verwendet, die aus Salpetersäure oder Zitronensäure bestehen. Die Konzentration der Säure, die Temperatur und die Einwirkzeit können je nach gewünschtem Ergebnis variieren:

Salpetersäurelösung: Häufige Konzentrationen liegen zwischen 20-50 Vol.-% bei einer Temperatur von 20-50°C. Die Einwirkzeit beträgt in der Regel 20-30 Minuten.
Zitronensäurelösung: Diese umweltfreundlichere Alternative wird oft in Konzentrationen von 4-10 Gew.-% bei Temperaturen von 20-50°C und Einwirkzeiten von 30-60 Minuten verwendet.

Während des Prozesses reagiert die Säure mit den Eisenatomen auf der Oberfläche, entfernt freie Eisenpartikel und bildet eine dichte, stabile Chromoxidschicht.

4. Abschlussreinigung und Spülen

Nach der Passivierung wird das Edelstahl erneut gründlich mit mindest enthätetem, deminieralisiertem oder deionisiertem Wasser gespült, um alle Säurerückstände zu entfernen. Ein abschließendes Spülen mit heißem VE-Wasser kann verwendet werden, um die Trocknung zu beschleunigen und Wasserflecken zu vermeiden.

typische Prozessablauf Reinigen und Passivieren mit Ultraschall

Reinigen

Ultraschall, beheizt

Spülen

Ultraschall, beheizt

Passivieren

Ultraschall, beheizt

Spülen

Ultraschall, beheizt

VE-Spülen

Ultraschall, beheizt

VE-Spülen

LiftOut, beheizt

Trocknen

Umluft, bis 110° C

5. Trocknung

Das Edelstahl wird abschließend getrocknet, um Wasserflecken und erneute Kontaminationen zu verhindern. Dies kann durch Lufttrocknung, Einsatz von Heißluftgebläsen oder in speziellen Trockenkammern geschehen.

6. Qualitätskontrolle und Prüfungen

Nach der Passivierung werden verschiedene Tests durchgeführt, um die Wirksamkeit der Passivierung zu überprüfen und sicherzustellen, dass die Edelstahloberfläche optimal vor Korrosion geschützt ist. Gängige Prüfmethoden umfassen:

Salzsprühnebeltest: Bestimmung der Korrosionsbeständigkeit durch Besprühen mit einer Salzlösung und Überprüfung auf Korrosionsspuren.
Ferroxyl-Test: Nachweis von freien Eisenpartikeln auf der Oberfläche durch eine Lösung, die Farbreaktionen zeigt.
Benetzungswinkelmessung: Überprüfung der Hydrophobie der Oberfläche als indirektes Maß für die Qualität der Passivierung.

Zusammenfassung

Das Passivieren von Edelstahl ist ein kritischer Prozess zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit durch Bildung einer schützenden Oxidschicht. Eine gründliche Reinigung, präzise Kontrolle der Passivierungsbedingungen und sorgfältige Nachbehandlung sind essenziell, um eine optimale Schutzwirkung zu gewährleisten. Durch standardisierte Prüfverfahren wird die Qualität der passivierten Oberfläche sichergestellt.

Ultraschall-Reinigungs-Anlagen und -Geräte zum Reinigen und Passivieren

1-Kammer Ultraschall-Reinigungsanlagen

Große Volumen, besondere Ausstattungen, kompakte Abmessungen, die DeSonic Einkammer-Reinigungsanlagen UCS 1-xxx. Ideal für die industrielle Teilereinigung als Grund- und Vorreinigungen oder zum Entschichten.

Automatische Ultraschall-Anlagen

Vorreinigung, Reinigung, Neutralisieren, Spülen, Fein- bis Feinstspülen und Trocknen, vollautomatisch in einer Linie. Die automatischen Teile-Reinigungsanlagen von DeSonic, frei programmierbar, reproduzierbar und protokollierbar. Feinreinigung mit System - UCS ATS

Mehrkammer Ultraschall-Reinigungsanlage

Kleine bis große Volumen, besondere Ausstattungen und kompakte Abmessungen, die DeSonic Mehrkammer-Reinigungsanlagen. Ideal für die Teilereinigung in mehreren Prozess-Schritten.

PROFESSIONAL-LINE

Die Geräteserie PROFESSIONAL-LINE umfasst 6 Standardausführungen von 38 bis 240 Liter Nutzinhalt. Die PROFESSIONAL-LINE umfasst ebenfalls Spülanlagen RS PL und Trockner AD PL.

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Was ist Ultraschallreinigung und warum funktioniert sie so gut?

Die Vorteile der automatischen Prozesskette

1. Maximale Prozesssicherheit und Reproduzier­barkeit

2. Protokollierbare Chargenverfolgung (Traceability)

3. Schonung des Materials

4. Effizienz und Durchsatz

Der automatisierte Ablauf in der Praxis

Perfektion in Serie: Die automatische Ultraschall­reinigungs­anlage UCS ATS

1. Maximale Prozesssicherheit und Reproduzierbarkeit

2. Protokollierbare Chargenverfolgung (Traceability)

3. Schonung des Materials

4. Effizienz und Durchsatz

Fazit

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Passivieren

Automatisches Transportsystem ATS

Manuelles Transportsystem – Effizienz ohne Automatisierung

Passivieren

Anwendungen in der Teilereingung

Passivieren von Edelstahl

Reinigen und Passivieren von chirurgischen Instrumenten mit Ultraschall

Reinigen und Passivieren nach Bearbeitung

1.

Vorbereitung der Oberfläche

2.

Spülen

3.

Passivierung

4.

Abschlussreinigung und Spülen

typische Prozessablauf Reinigen und Passivieren mit Ultraschall

Reinigen

Spülen

Passivieren

Spülen

VE-Spülen

VE-Spülen

Trocknen

5.

Trocknung

6.

Qualitätskontrolle und Prüfungen

Zusammenfassung

Ultraschall-Reinigungs-Anlagen und -Geräte zum Reinigen und Passivieren

1-Kammer Ultraschall-Reinigungsanlagen

Automatische Ultraschall-Anlagen

Mehrkammer Ultraschall-Reinigungsanlage

PROFESSIONAL-LINE

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Perfektion in Serie: Die automatische Ultraschallreinigungsanlage UCS ATS