חומרים “ירוקים” לניקוי תעשייתי

אבי אורפז, אלקטרון צ’ילג

תחום חומרי הניקוי לתעשייה עבר בשנים האחרונות מהפכה. הניקוי התעשייתי מיועד ברובו להסרת שאריות של חומרי לחם (soldering) ממעגלים מודפסים, שומנים ואבקות ליטוש מחלקים מכניים ואופטיים וניקוי לפני ציפוי.

באופן כללי ניתן לנקות ב-3 סוגי חומרים המחייבים שימוש בטכנולוגיות ניקוי נפרדות:
1. חומרי ניקוי נדיפים
תהליך זה הוא קצר ביותר ודורש מכונת ניקוי הנקראת דגריזר אדים. ניתן להשתמש בחומרים נדיפים גם בצורה ידנית ואז לא קיים מיחזור של חומרי הניקוי.
2. דטרגנטים (סבונים) המומסים במים. תהליך זה דורש מכונת ניקוי עם מספר רב של תאי שטיפה לצורך הסרת הזיהומים וסינון מי הברז בהם משתמשים.
3. חומרי ניקוי המיוצרים מתזקיקי נפט – הידרוקרבונים. חומרים אלה מוגדרים כדליקים ולכן לא ניתן לחמם אותם בזמן תהליך הניקוי. כמו כן, לאחר הניקוי נשארת שכבה שמנונית הנדרשת להסרה.
בניקוי של מכלולים אלקטרוניים – לא נהוג בארץ להשתמש במים וסבון עקב עלות המים הצורך בטיפול במים ולא פחות חשוב הקושי בהסרה מוחלטת של המים. שאריות מים עלולות לגרום בטווח ארוך לקורוזיה במכלולים רגישים ולכן התעשייה משתמשת מזה שנים רבות בדרך כלל בחומרי ניקוי נדיפים ובדגריזר אדים. במשך שנים רבות היה חומר הניקוי האולטימטיבי ה”פריאון” מתוצרת חברת DuPont ומתוצרת חברות נוספות שפיתחו מוצרים מקבילים. לאחר החלטת האו”ם ואמנת מונטריאול הוחלט להפסיק את השימוש ב”פריאון” עקב פגיעתו בשכבת האוזון של כדור הארץ. גם החומרים התחליפיים שנכנסו לשימוש לפני כ-10 שנים וידועים בנוסחה הכימית בשם 141b הוקטנו מכסות המאפשרות יבוא החל משנת 2010 ובעוד שנים ספורות יופסק לגמרי. על המשתמשים הצורכים טכנולוגיות ניקוי להתארגן למעבר לשימוש בחומרים ובתהליכי ניקוי תחליפיים.
להלן סקירה של 3 תהליכי ניקוי נדיפים המוצעים כיום למשתמשים והמבוססים על ציוד וחומרים של ספקים שונים.

nPB
חומר ניקוי המיוצר מתרכיבי ברום ושמו הנפוץ הוא normal Propyle Bromide – nPB. החומר מנקה ביעילות סוגים שונים של משחות לחם ופלקסים ונחשב כחומר אגרסיבי בעל כושר ניקוי גבוה (125).
ניתן לנקות באמצעותו בדגריזר אדים המכיל מערכת קירור לעיבוי האדים. תהליך הניקוי זהה לניקוי בחומרים הישנים. הבעיה העיקרית עם ה-nPB היא שהוא מכיל ברום שבדומה לכלור נחשד כפוגע בשכבת האוזון ולכן ייתכן שייצורו יופסק בעתיד כמו שהופסק השימוש ב-141b. בנוסף ה-nPB נחשב כחומר רעיל. מחקרים על חיות מעבדה מחשידים אותו כעלול לפגוע בפוריות. קיימים גופים רשמיים שפרסמו מסמכים המגדירים את רעילות החומר כגון רשות איכות הסביבה האמריקאי Environmental Protection Agency – EPA.
שמות מותגים של ה-nPB המופצים בישראל הם:
ENSOLV
LENIUM
BROMOSOLV
SOLVON
ABZOL

Co-Solvent
תהליך ניקוי המתבסס על שני חומרי ניקוי ממשפחות שונות ומכאן שמו – סולבנט כפול. חומר אחד הוא הידרוקרבון המבצע את עיקר הניקוי והחומר השני הוא חומר נדיף המייבש את שאריות ההידרוקרבון על פני המכלולים האלקטרוניים. ציוד הניקוי גם הוא דגריזר אדים אולם יש צורך להוסיף חיישני טמפרטורה עקב סכנת הדליקות של המרכיב ההידרוקרבוני. התהליך מאפשר השגת תוצאות ניקוי טובות אך מחייב שליטה מוחלטת על היחס בין שני החומרים שבמכונת הניקוי. להלן תאור תהליך הניקוי במכונה:
בתא ראשון מוכנסת תערובת של חומר ניקוי הידרוקרבוני וחומר ייבוש נדיף ביחס של 70% 30% בהתאמה.
לתא זה, המחומם עד לטמפ’ הרתיחה של חומר הייבוש, כ-600C מוכנסים החלקים לניקוי בטבילה. בשלב שני טובלים את החלקים בתא שטיפה ללא חימום, המכיל רק את החומר הנדיף. ייבוש החלקים מתבצע באדים שבחלל המכונה. אדים אלו נוצרים ע”י הרתחת החומר הנדיף שבתא הרתיחה.
היתרון העיקרי של התהליך הוא באיכות הניקוי של החומר ההידרוקרבוני. היותו של חומר זה מעט “שמנוני” לא מהווה בעיה מאחר והוא מתייבש בהמשך ע”י החומר הנדיף. מצד שני לתהליך מספר חסרונות:
-על המשתמש לרכוש 2 סוגים של חומרים המיוצרים ע”י יצרנים שונים.
-מאחר והחומר ההידרוקרבוני הוא חומר דליק הרי שיש לשמור על יחס התערובת בתא ע”מ שהוא לא יידלק. חומר הייבוש מונע את הדליקות אך מאחר והוא רותח ומתנדף עולה רמת הריכוז של ההידרוקרבון ועלולה להגיע לטמפ’
ההבזק- flash point שלו. בדרך כלל נעזר מפעיל המכונה בגרף טמפ’ תהליך זה מורכב ודורש רמת מיומנות גבוהה של המפעיל.
חומר הייבוש יקר והוא גם מתנדף ולכן תצרוכתו גבוהה, דבר המייקר את עלות התהליך.

VERTERL
DuPont החברה שהמציאה את הפריאון פיתחה בשנים האחרונות מולקולה חדשה המכונה Vertrel המהווה בסיס למשפחה חדשה של חומרי ניקוי.
מדובר בחומר “ירוק” בעל כושר ניקוי גבוה (100) ומתאים לניקוי מגוון רחב של פלקסים ומשחות הלחמה בתוכם פלקסים בעלי תקן צבאי, משחות הלחמה ופלקסים סינטטים מסוג:
No Clean ,Lead Free הלחמות בטמפרטורות גבוהות וכן פלקסים וחומרי לחם מסוג RoHS. ניתן לנקות היטב עם Vertrel גם לאחר אחסון ממושך של מעגלים עם פלקס לפני הניקוי.
ל-Vertrel מתח פנים נמוך ונקודת רתיחה של 410C והוא בעל תצרוכת חומרים נמוכה.
ההמלצה היא על שימוש בדגריזר אדים בעל 3 דרגות קירור והמתוכנן לחיסכון משמעותי בתצרוכת החומרים. דגריזר אדים המתוכנן לפי הפרמטרים של DuPont מאפשר ניקוי רציף כאשר כמות החומר השנתית שווה לכמות המילוי הראשונית כפול 1.5-2
ה-Vertrel מגודר כחומר בטוח ביותר אינו דליק אינו רעיל אינו פוגע בסביבה והוא מאושר לשימוש ללא כל מגבלה של לוח זמנים.