Korzyści z wytwarzania azotu na miejscu dla procesu montażu płytek drukowanych

Rozważając temat lutowania w przemyśle płytek drukowanych (PCB), należy wziąć pod uwagę źródło pozyskiwania N₂. Jest to ważne, ponieważ do montażu płytek drukowanych wymaga się zastosowania azotu (N₂) w przypadku lutowania falowego, rozpływowego i selektywnego. Więcej informacji na temat tych technik można znaleźć w powiązanym artykule tutaj.

Warto również wspomnieć o znaczeniu płytek PCB na rynku usług produkcji elektronicznej (EMS). Najprościej ujmując, firma z sektora EMS produkuje podzespołu elektroniczne, w tym płytki drukowane, dla producentów oryginalnego sprzętu (OEM). Producenci OEM sprzedają kompletne produkty klientom indywidualnym i B2B.

Te dwa aspekty są istotne, ponieważ zarówno typy lutowania, jak i producenci OEM mają własne wymagania dotyczące zastosowania N₂. Najlepszym sposobem na kontrolowanie źródła pochodzenia azotu jest wytwarzanie N₂ na miejscu.

Najczęściej N₂ pozyskuje się za pośrednictwem dostawców zewnętrznych. Jednak takie rozwiązanie może być kosztowne, skomplikowane i obciążające dla środowiska. Wymaga ponoszenia opłat za wynajem butli N₂, a także generuje koszty związane z transportem oraz oczywiście zakupem gazu N₂ o wysokiej czystości. Dostawy gazu przyczyniają się również do emisji CO₂.

Z drugiej strony wysoce wydajne generatory azotu mogą zużywać mniej energii niż dostawcy zewnętrzni. Dzieje się tak, ponieważ do wytworzenia azotu o najwyższej czystości może być potrzebna bardzo duża ilość energii. Jeśli azot jest wytwarzany na miejscu w zakładzie, generuje się jedynie potrzebną ilość azotu, o odpowiednim poziomie czystości, eliminując problem nadmiernego zużycia energii. Oznacza to, że jeden metr sześcienny azotu pozyskiwanego od dostawcy zewnętrznego jest droższy niż gaz wytwarzany na miejscu.

Oszczędności związane z wytwarzaniem gazu szybko zniwelują koszty inwestycji w system generatora stacjonarnego. Zwykle składa się on ze sprężarki powietrza, generatora azotu, urządzeń do uzdatniania powietrza oraz magazynowania powietrza i azotu. W przypadku małych i średnich firm zajmujących się produkcją płytek drukowanych możliwe jest zastosowanie sprężarki powietrza z wtryskiem oleju i z odpowiednią kombinacją wysokiej jakości osuszaczy i filtrów. Może to również obniżyć koszty inwestycji.

Biorąc pod uwagę wszystkie powyższe punkty, stacjonarne wytwarzanie azotu jest ogólnie lepszym rozwiązaniem. Nie trzeba już zajmować się logistyką dostaw i pozostawać zależnym od ograniczeń zewnętrznych dostawców. Inwestycja w generator azotu wiąże się z kosztami początkowymi, ale szybko się zwróci dzięki znacznie niższym kosztom jednostkowym. Ponadto rozwiązanie to pozwala na pełną kontrolę nad źródłem pozyskiwania azotu.

Lutowanie wymaga dostępności N₂ w dowolnym momencie, a stacjonarne wytwarzanie N₂ gwarantuje zaspokojenie tych potrzeb. To z kolei przekłada się na lepszą reputację firmy, co jest szczególnie ważne na rynku EMS, jak wspomniano wcześniej. Z uwagi na konkurencyjność rynku warto utrzymywać dobre relacje z producentami OEM.

Gaz N₂ to preferowany wybór w stosunku do powietrza (tlenu) w przypadku montażu płytek PCB. Wynika to z jego właściwości obojętnych, a także z niskiego stopnia utleniania. Tlen z kolei może mieć negatywny wpływ na jakość lutowania i tym samym skutkować gorszym połączeniem elementów. Co więcej, azot umożliwia zminimalizowanie ciepła generowanego podczas pracy z podzespołami elektronicznymi.

Ponadto N₂ wytwarza mniejsze ilości żużlu, czyli utlenionej cyny. Żużel jest uznawany za odpad w procesie produkcji płytek drukowanych i dlatego należy zapobiegać jego formowaniu. N₂ pozwala również zapewnić maksymalną wydajność topników ze względu na swoją zdolność do utrzymania odpowiedniego zwilżenia lutu — jego szybkie wysychanie jest niepożądanym efektem.

Jak opisano na wstępie, istnieją trzy techniki lutowania, a ich wybór zależy od zastosowanej technologii produkcji płytki drukowanej — technologi montażu przewlekanego (THT) lub technologi montażu powierzchniowego (SMT). W przypadku technologii THT stosuje się lutowanie falowe i selektywne. Z kolei technologia SMT wymaga lutowania rozpływowego.

Wszystkie te metody umożliwiają uzyskanie najlepszej jakości lutu w celu prawidłowego zamocowania podzespołów za pierwszym razem. Ostatnią rzeczą, o której warto wspomnieć, jest to, że tlen może powodować korozję zarówno lutowia, jak i grotu lutowniczego. Z tego względu producenci OEM mają rygorystyczne wymagania w zakresie stosowania N₂.

Mamy nadzieję, że ten artykuł umożliwi lepsze zrozumienie powodów, dla których stacjonarne wytwarzanie N₂ jest najlepszą opcją w zakresie montażu płytek drukowanych. Nie ma dla niego alternatywy w przypadku produkcji elektroniki przeznaczonej dla OEM. Niezastosowanie odpowiedniego gazu N₂ może prowadzić do obniżenia jakości wytwarzanych produktów.

Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji w zakresie omawianych tematów, chętnie pomożemy. Nasz zespół zapewni wsparcie podczas wyboru odpowiedniego systemu generowania azotu dla Twojego zakładu oraz podpowie, które rozwiązania będą optymalne. 

Przeczytaj więcej o wytwarzaniu azotu w naszym e-booku: