การทำ Precision cleaning ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

21 ก.พ. 2567ยาว 1 นาที

อัปเดตเมื่อ 27 ก.พ. 2567

การทำความสะอาดในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เช่น แผงวงจร (Printed circuit board) และอุตสาหกรรมอวกาศ นอกจากต้องอาศัยความแม่นยำในการทำความสะอาดเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือแล้ว สารละลายหรือวิธีการที่ใช้ควรจะต้องมีความปลอดภัยเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย วันนี้จะมายกตัวอย่างวิธีการที่ใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งสามารถแบ่งการทำความสะอาดที่แม่นยำออกได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ วิธีการทำความสะอาดด้วยมือ และการใช้เครื่องอัตโนมัติ [1] ดังนี้

วิธีการทำความสะอาดด้วยมือ ส่วนใหญ่จะนิยมใช้สเปรย์กำจัดคราบ เช่น

การใช้เปรย์แบบธรรมดา (Aerosol spray) เป็นการกำจัดคราบฟลักซ์ โดยจะมีการใช้สเปรย์อัดความดันพ่นออกมาผ่านตัวหลอดไปยังบริเวณพื้นที่ต้องการกำจัดคราบ แต่จะต้องมั่นใจว่าตัวสารละลายนั้นไม่เกิดการปนเปื้อน

รูปที่ 1 สเปรย์ธรรมดา [2]

การใช้สเปรย์ผสมแปรง (Aerosol with brush) โดยทั่วไปแล้วสเปรย์แบบปกติจะมีหลอดที่ใช้พ่นทำความสะอาด แต่การใช้แปรงแทนตัวหลอดนั้นจะช่วยกระจายสารทำความสะอาดไปในบริเวณที่เราต้องการได้มากขึ้น

รูปที่ 2 การใช้สเปรย์ผสมแปรง [3]

การใช้ฟ็อกกี้สเปรย์ (Trigger spray) เป็นอุปกรณ์ที่ง่าย และราคาต้นทุนไม่แพงมาก ปลอดภัยกว่าสารใช้สารละลายชนิดอื่น ๆ เนื่องจากตัวทำละลายประกอบด้วยน้ำเป็นหลักผสมกับไอโซโพรพิลแอลกอฮอลล์ (Isopropyl alcohol, IPA)

รูปที่ 3 ฟ็อกกี้สเปรย์ [4]

การแช่ด้วยของเหลว (Immersion) วิธีการนี้ทำได้ไม่ยากด้วยการแช่แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์จะถูกวางในถาด (Tray) หรือถัง (Bucket) ในสารละลาย หากมีคราบที่เหนียวจะใช้แปรงในการช่วยกำจัดออก และสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้โดยการให้ความร้อนเข้าไปแต่วิธีการให้ความร้อนนี้จะใช้กับฟลักซ์ที่ไม่ติดไฟเท่านั้น

รูปที่ 4 การแช่ด้วยของเหลว [5]

การใช้ไม้ Swab วิธีการนี้จะใช้สำหรับกำจัดคราบเป็นจุด ๆ โดยไม้ Swab โดยสำลีหรือโฟมจะนำไปจุ่มด้วยสารละลายที่ไม่รุนแรงมาก เช่น IPA แล้วทำความสะอาดอุปกรณ์ในตอนนั้น

รูปที่ 5 การใช้ไม้ Swab [6]

2. การใช้เครื่องอัตโนมัติ จะเป็นการใช้เครื่องมือในการทำความสะอาดกับชิ้นงาน

เครื่องอัลตร้าโซนิค (Ultrasonic) เป็นเครื่องมือการทำความสะอาดด้วยอัลตร้าซาวน์ โดยใช้คลื่นเสียงในการกำจัดคราบฟลักซ์ ซึ่งคลื่นเสียงเหล่านี้จะทำให้คราบฟลักซ์หลุดออกมาจากตัวแผงวงจรได้ดี นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ด้วยการให้ความร้อนตัวสารละลาย อย่างที่กล่าวไปข้างต้นการให้ความร้อนจะใช้ได้ดีกับฟลักซ์ที่ไม่ติดไฟ และยังทำให้เกิดการปนเปื้อนข้ามได้ (Cross-contamination) ทั้งนี้ไม่แนะนำให้ใช้กับตัวต้านทานที่ทำมาจากเซรามิค

รูปที่ 6 เครื่องอัลตร้าโซนิค [7]

การใช้ไอระเหย (Vapor degreaser) เป็นวิธีที่มีความแม่นยำค่อนข้างสูง นิยมใช้กันเป็นอย่างมากในอุตสาหกรรมอวกาศยาน การแพทย์ และอิเล็กทรอนิกส์ โดยสารละลายที่ใช้เป็นอะซีโอโทปหรือมีความใกล้เคียงกับอะซีโอโทป ซึ่งข้อดีคือตัวทำละลายจะไม่ระเหยหรือเปลี่ยนแปลงเมื่อถูกต้ม สามารถใช้สารละลายซ้ำได้หลายรอบ

รูปที่ 7 Vapor degreasing [8]

การทำแบบไม่ต่อเนื่อง (Batch flux remover) เป็นการให้ตัวแผงวงจรอยู่ในแร็ค จากนั้นตัวเครื่องจะพ่นสเปรย์ลงในแร็คเพื่อกำจัดคราบฟลักซ์ออก แล้วเครื่องมือก็จะทำการล้างและเป่าแห้งต่อไป โดยวิธีการนี้จะใช้กับฟลักซ์ที่มีน้ำเป็นหลัก

รูปที่ 8 Batch flux remover [9]

การทำแบบต่อเนื่อง (Inline flux remover) เป็นการนำแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์วางไว้บนสายพาน จากนั้นสายพานจะพาไปยังขั้นตอนการล้างและเป่าแห้ง โดยวิธีการนี้จะใช้กับฟลักซ์ที่มีน้ำเป็นหลัก

รูปที่ 9 Inline flux remover

การใช้แอลกอฮอลล์อาจจะเป็นการลดต้นทุนและใช้ต้นทุนไม่มากนัก แต่อย่างไรก็ตามสารละลายเหล่านี้จะเกิดการทิ้งคราบหลังการแห้งไว้ได้ ดังนั้น นอกจากเราจะต้องพิจารณาสารละลายที่มีค่า Kb ให้เหมาะสมกับช่วงการใช้งานแล้ว การไม่ทิ้งคราบบนชิ้นงานก็เป็นอีกปัจจัยที่ผู้ประกอบการควรคำนึงถึงอีกด้วย อีกทั้งสารละลายนั้นจะต้องไม่ติดไฟควรมีน้ำเป็นองค์ประกอบให้น้อยที่สุดเพื่อป้องกันการช็อตของแผงวงจรหากน้ำไม่แห้ง และควรขจัดอนุภาคหรือฝุ่นออกจากชิ้นงานได้เป็นอย่างดี ซึ่งจะแนะนำสารละลายดังต่อไปนี้

นอกจากนี้หลังทำความสะอาดควรทิ้งคราบของสารละลายให้น้อยที่สุดเพื่อความสวยงามของชิ้นงาน เนื่องจากลูกค้าอาจคิดว่าเกิดจากคราบสกปรกหรือการทำความสะอาดที่ไม่ดีได้ ซึ่งสารบางชนิดมีค่าศักยภาพทำให้โลกร้อนและการทำลายชั้นโอโซนต่ำอีกด้วย ซึ่งเป็นอีกหนึ่งข้อดีที่ผู้ประกอบการส่วนใหญ่คำนึงถึง