Primjena dušika u SMT industriji

SMT zakrpa odnosi se na kraticu niza procesnih procesa temeljenih na PCB-u.PCB (Printed Circuit Board) je tiskana ploča.

SMT je skraćenica od Surface Mounted Technology, koja je najpopularnija tehnologija i proces u industriji elektroničkog sklapanja.Tehnologija površinske montaže elektroničkih sklopova (Surface Mount Technology, SMT) naziva se površinska montaža ili tehnologija površinske montaže.To je metoda ugradnje komponenti za površinsku montažu bez izvoda ili kratkog izvoda (koje se nazivaju SMC/SMD, na kineskom zvane komponente čipa) na površinu tiskane ploče (PCB) ili drugu podlogu.Tehnologija sklapanja strujnog kruga koja se sastavlja lemljenjem korištenjem metoda kao što su ponovno pretapanje ili lemljenje umakanjem.

U postupku SMT zavarivanja dušik je izuzetno prikladan kao zaštitni plin.Glavni razlog je to što je njegova kohezijska energija visoka, a kemijske reakcije će se dogoditi samo pod visokom temperaturom i visokim tlakom (>500C, >100bar) ili uz dodatak energije.

Generator dušika trenutno je najprikladnija oprema za proizvodnju dušika koja se koristi u SMT industriji.Kao oprema za proizvodnju dušika na licu mjesta, generator dušika je potpuno automatski i bez nadzora, ima dug vijek trajanja i nisku stopu kvarova.Vrlo je povoljno dobiti dušik, a i cijena je najniža od dosadašnjih metoda korištenja dušika!

Proizvođači za proizvodnju dušika - kineska tvornica za proizvodnju dušika i dobavljači (xinfatools.com)

Dušik je korišten u reflow lemljenju prije nego što su inertni plinovi korišteni u procesu valovitog lemljenja.Dio razloga je to što industrija hibridnih IC-a već dugo koristi dušik u reflow lemljenju keramičkih hibridnih sklopova za površinsku montažu.Kad su druge tvrtke vidjele prednosti hibridne proizvodnje IC-a, primijenile su ovaj princip na lemljenje PCB-a.Kod ove vrste zavarivanja dušik također zamjenjuje kisik u sustavu.Dušik se može unijeti u svako područje, ne samo u područje reflowa, već i za hlađenje procesa.Većina sustava reflowa sada je spremna za dušik;neki se sustavi mogu lako nadograditi za korištenje plinskog ubrizgavanja.

Korištenje dušika u reflow lemljenju ima sljedeće prednosti:

‧Brzo vlaženje terminala i jastučića

‧Mala promjena u sposobnosti lemljenja

‧Poboljšan izgled ostataka topitelja i površine lemljenih spojeva

‧Brzo hlađenje bez oksidacije bakra

Kao zaštitni plin, glavna uloga dušika u zavarivanju je uklanjanje kisika tijekom procesa zavarivanja, povećanje zavarljivosti i sprječavanje ponovne oksidacije.Za pouzdano zavarivanje, osim odabira odgovarajućeg lema, općenito je potrebna suradnja topitelja.Topilo uglavnom uklanja okside iz dijela za zavarivanje SMA komponente prije zavarivanja i sprječava ponovnu oksidaciju dijela za zavarivanje, te stvara izvrsne uvjete vlaženja za lem kako bi se poboljšala sposobnost lemljenja..Ispitivanja su pokazala da se dodavanjem mravlje kiseline pod zaštitom dušika mogu postići gore navedeni učinci.Stroj za lemljenje s prstenastim valovima dušika koji ima strukturu spremnika za zavarivanje tunelskog tipa uglavnom je spremnik za obradu zavarivanja tunelskog tipa.Gornji poklopac sastoji se od nekoliko komada stakla koje se može otvoriti kako bi se osiguralo da kisik ne može ući u spremnik za obradu.Kada se dušik uvede u zavarivanje, korištenjem različitih omjera zaštitnog plina i zraka, dušik će automatski izbaciti zrak iz područja zavarivanja.Tijekom procesa zavarivanja, PCB ploča će kontinuirano dovoditi kisik u područje zavarivanja, tako da se dušik mora kontinuirano ubrizgavati u područje zavarivanja tako da se kisik kontinuirano ispušta prema izlazu.

Tehnologija dušika i mravlje kiseline općenito se koristi u tunelskim reflow pećima s infracrvenim pojačanim konvekcijskim miješanjem.Ulaz i izlaz općenito su dizajnirani da budu otvoreni, a unutra se nalazi više zavjesa za vrata s dobrim brtvljenjem, koje mogu predgrijati i predgrijati komponente.Sušenje, ponovno lemljenje i hlađenje dovršavaju se u tunelu.U ovoj mješovitoj atmosferi, korištena pasta za lemljenje ne mora sadržavati aktivatore, a nakon lemljenja na PCB-u ne ostaju ostaci.Smanjuje oksidaciju, smanjuje stvaranje lemnih kuglica i nema premošćivanja, što je izuzetno korisno za zavarivanje uređaja s finim korakom.Štedi opremu za čišćenje i štiti globalni okoliš.Dodatni troškovi nastali zbog dušika lako se nadoknađuju uštedama proizašlim iz smanjenih nedostataka i zahtjeva za radom.

Valovito lemljenje i lemljenje reflowom pod zaštitom dušikom postat će glavna tehnologija u površinskoj montaži.Stroj za lemljenje s prstenastim dušikovim valom kombiniran je s tehnologijom mravlje kiseline, a stroj za lemljenje s prstenastim dušikovim valom kombiniran je s pastom za lemljenje iznimno niske aktivnosti i mravljom kiselinom, što može ukloniti proces čišćenja.U današnjoj tehnologiji SMT zavarivanja koja se brzo razvija, glavni problem koji se javlja je kako ukloniti okside, dobiti čistu površinu osnovnog materijala i postići pouzdan spoj.Tipično, fluks se koristi za uklanjanje oksida, vlaženje površine za lemljenje, smanjenje površinske napetosti lema i sprječavanje ponovne oksidacije.Ali u isto vrijeme, fluks će ostaviti ostatke nakon lemljenja, uzrokujući štetne učinke na PCB komponente.Stoga se tiskana ploča mora temeljito očistiti.Međutim, veličina SMD-a je mala, a razmak između dijelova koji nisu za lemljenje sve je manji i manji.Temeljito čišćenje više nije moguće.Ono što je još važnije je zaštita okoliša.CFC oštećuju atmosferski ozonski omotač, a CFC kao glavno sredstvo za čišćenje mora biti zabranjen.Učinkovit način rješavanja gore navedenih problema je usvajanje tehnologije bez čišćenja u području elektroničkog sklapanja.Dodavanje male i kvantitativne količine mravlje kiseline HCOOH u dušik pokazalo se učinkovitom tehnikom bez čišćenja koja ne zahtijeva nikakvo čišćenje nakon zavarivanja, bez ikakvih nuspojava ili zabrinutosti oko ostataka.