Генераторы азота для пайки

Надежность современной электроники зависит от обеспечения идеальных условий при выполнении любых технологических операций, включая пайку. Все эффективные методы пайки (оплавлением, селективная, волновой способ) наилучшие результаты показывают в инертной среде. Самый простой и доступный способ получения такой среды – использование вместо воздуха чистого азота.

Преимущества пайки при использовании инертной среды:

  • снижение до минимума окислительных процессов;
  • улучшение смачиваемости поверхностей, подлежащих пайке;
  • уменьшение образования перемычек припоя;
  • снижение образования шлама;
  • возможность избежать дефектов формы галтели;
  • снижение количества пустот.

Уменьшение окисления приводит к ощутимому увеличению поверхностного натяжения, что влияет на улучшение растекания припоя.

Улучшение смачиваемости в инертной среде приводит к сокращению времени, требуемому для достижения температуры ликвидуса, на 16%, что при промышленных масштабах пайки существенно увеличит производительность.

1Рисунок демонстрирует результаты исследования, выполненного специалистами одного из отечественных производителей электроники. Как видно из диаграммы, эффективность пайки при использовании инертной среды существенно выше, нежели в воздушной.

Приведем расчеты экономии при использовании установок с волновым методом пайки в результате снижения образования шлама припоя. Один килограмм бессвинцового припоя стоит около 25 долларов. При образовании шлама порядка полкилограмма/час сокращение его образования с использованием инертной среды составляет 80%. Конкретные результаты расчетов при условии круглогодичного использования генератора азота приведены в таблице:

Время работы установки, час/неделю

Образование шлама, кг/неделю Затраты на припой из-за шлама, руб/год

Экономия при пайке в азоте, руб/год

5

2,5 250 000 195 000
10 5 480 000

390 000

15

7,5 730 000 580 000
20 10 975 000

780 000

30

15 1 460 000 1 170 000
40 20 1 950 000

1 560 000

Из вышеперечисленного можно сделать однозначный вывод: без использования промышленной пайки/монтажа в азотной среде получить качественную продукцию невозможно. Кроме улучшения надежности паяного соединения, пайка с использованием азотной среды позволяет существенно сократить затраты на устранение промышленных дефектов пайки, приобретение припоя, обслуживание оборудования, ощутимо уменьшая себестоимость продукции.

Компании, использующие пайку/монтаж в азотной среде, должны позаботиться о приобретении соответствующего оборудования и решить, каким способом получать азот.

В редких случаях производители электроники имеют возможность получать азот из промышленной магистрали. У остальных предприятий для получения инертной (азотной) среды остается два варианта:

Приобретение газообразного азота целесообразно только в случае потребления азота очень высокой чистоты. Недостатков намного больше:

  • зависимость от продавца газообразного азота;
  • необходимость транспортировки баллонов и их надежного хранения;
  • высокая стоимость азота (себестоимость в 25-30 раз больше, чем при генерации азотными установками).

Покупной жидкий азот также отличается высокой степенью чистоты. Среди его недостатков:

  • большие потери при переливании азота, наполнении собственных емкостей и газификации;
  • необходимость приобретения дорогостоящего оборудования для хранения/газификации азота в виде жидкости;
  • переливание жидкого азота, наполнение собственных емкостей, хранение – процессы повышенной опасности, требующие наличия разрешающих документов, выдаваемых надзорными органами;
  • зависимость от логистической цепочки доставки;
  • себестоимость жидкого азота на порядок больше, чем при генерации азотными установками.

Адсорбционные генераторы азота от российской компании General Gas работают по принципу селективного поглощения кислорода из атмосферного воздуха адсорбентом (углеродное молекулярное сито) методом короткоцикловой адсорбции.

Себестоимость получаемого с помощью генераторов General Gas азота составляет 1-5 руб/м3, при этом он оказывается дешевле баллонного азота в 35 раз, жидкого азота – в 12 раз. Такая установка имеет производительность до 1000 м3/час при чистоте азота 95-99.999%. Окупаемость такого адсорбционного генератора азота составляет около года, что позволяет компании, занимающейся производством электронных компонент, получить существенное конкурентное преимущество.

0 ответы

Ответить

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *