Elektronika

Hatékonyabb nitrogénfelhasználás a NYÁK-lap-gyártásban

A nitrogén jelenléte a forrasztási minőség egyik lényeges biztosítéka, ezért sok múlik a forrasztási zóna kialakításán és atmoszférájának optimális beállításán.

hirdetés

Életünk ma már elképzelhetetlen elektronikát tartalmazó eszközök nélkül, legyen az számítógép, autó, okostelefon, háztartási gép vagy akár pacemaker. Az elektronikai alkatrészeket hordozó nyomtatott áramköri (NYÁK-) lapok tömeggyártásban forrasztóautomatákon készülnek, hullám- vagy szelektíven forrasztott furatszerelt, illetve felületszerelt (SMT-) forrasztási technológiával.

A nitrogén védőatmoszféra szerepe

A furatszerelt alkatrészek NYÁK-lapba való forrasztása alapvetően két eljárással, hullámforrasztással, illetve az egyre nagyobb teret hódító szelektív forrasztással valósulhat meg. A szelektív technológiát kifejezetten csak nagyobb méretű komponenseknél alkalmazzák, ahol a termék profiljának megfelelő adapterekkel, különböző kialakítású fúvókákkal történik a forrasztás, legtöbbször nitrogénatmoszféra alatt. A hullámforrasztást olyan termékeknél használják, ahol sok furatszerelt komponenst kell forrasztani egyszerre.

A nitrogén használatával kialakított oxigénszegény forrasztási atmoszféra minimalizálja a forrasztóón oxidálódását, a salakképződést, ezzel együtt a karbantartásra fordított időt. A nitrogénatmoszféra alatt csökken a felületi feszültség, javulnak a nedvesedési tulajdonságok, ami segít a forrasztási hibák kiküszöbölésében. A nitrogén kedvezően befolyásolja a forrasztott kötések minőségét, megbízhatóságát, a felhasznált forrasztóanyag mennyiségét, a karbantartási időt, így végül a gyártási költségeket is.

A termelékenység és a rugalmasság növelése, a méretek csökkentése egyre inkább a felületszerelt SMT-forrasztást helyezi előtérbe, amellyel hatékonyabban és gyorsabban lehet dolgozni, mint a furatszerelt technológiával. Már a terméktervezés során célzottan csökkentik az egyes alkatrészek méretét, hogy minél nagyobb számban, minél többféle komponenst lehessen az automata ültetőgépekkel a felületre szerelni. Az SMT-technológiánál a komponensek ragasztással vagy felületi pasztázással kerülnek felhelyezésre, így például a kondenzátorok, diódák, IC-k, chipek és memóriamodulok.

Az SMT-sor automata beültetőgépei rendkívül nagy pontosságot, termelékenységet biztosítanak a gyártók számára. A csatlakozások a legkisebb alkatrészeknél az úgynevezett fine pitch tartományban 0,25 mm-nél kisebb távolságra vannak egymástól. Ezeknél az extrém kis méreteknél pontosan meghatározott, hibamentes forrasztott kötésekre van szükség. A nitrogéngáz használata csökkenti az érintkező felületek és az ón oxidálódását, a felületi feszültséget, ezáltal is javítva a felületek nedvesedését.

Hogyan optimalizáljuk a gázfelhasználást?

A kialakult kötések minősége, megbízhatósága, a hibás kötések mennyisége számos tényezőtől függ, ezek közé tartozik például a NYÁK-lap elrendezése, a beépített alkatrészek tulajdonságai, a folyasztószer (flux) típusa, mennyisége, egyenletes felvitele, az előfűtő zóna beállításai, a forrasztóón összetétele, hőmérséklete, a szállítókonvejor sebessége, az ónszivattyú teljesítménye, az elszívás erőssége, a gép zártsága/nyitottsága, az atmoszféra összetétele, az óntégelyt lefedő keret kialakítása vagy a nitrogénhasználat (mennyiség, bevitel módja). Nem egyszerű feladat a gépek optimális beállítása, ez a művelet széles körű ismereteket, tapasztalatot igényel.

A CoolSold-eljárás elméleti sémája. Egyszerűen illeszthető a meglevő hűtőrendszerekhez (forrás: Messer)
A CoolSold-eljárás elméleti sémája. Egyszerűen illeszthető a meglevő hűtőrendszerekhez (forrás: Messer)

A Messer Hungarogáz a nitrogénellátás mellett szakmai támogatást is nyújt a forrasztási folyamat optimalizálásához, a nitrogén szakszerű, költséghatékony felhasználásához. Műszeres méréssel (áramlásmérés, maradékoxigénszint-mérés) állítják be az optimális nitrogénmennyiséget, az eredményeket számítógépen rögzítik, feldolgozzák és elemzik. A felhasznált nitrogén mennyisége, illetve a maradékoxigén szintje a forrasztási atmoszférában nem egy fix, elvárt érték, azt mindig az adott géptípushoz, termékhez, gyártási körülményekhez kell igazítani. Az eredmény jobb nedvesedés, kisebb mértékű salakképződés, kevesebb forrasztási hiba, megbízható kötések, valamint hosszabb tisztítási, karbantartási ciklus formájában mutatkozik meg.

Innováció a hidegenergia hasznosítására

A NYÁK-lap-gyártáshoz használt nitrogént logisztikai, minőségi és gazdaságossági okok miatt mélyhűtött, cseppfolyós formában szállítják, tárolják, a felhasználás pedig gáz formában történik. A cseppfolyós gázokat általában légfűtésű elpárologtatóval alakítják át gáz halmazállapotúvá, amely szerkezet gyakorlatilag egy bordás alumínium hőcserélő. Szinte mindenki látott már a tárolótartályok mellett ilyen elpárologtatót, amely a felhasznált gázmennyiség és az időjárás függvényében részben vagy teljesen hószerű jéggel borított.

Főleg téli időszakban okoz kellemetlenségeket a teljes eljegesedés, mert ilyenkor az elpárologtatáshoz nincs elég szabad hőátadó felület, illetve az elpárologtatót a kialakuló jég mennyisége akár mechanikusan is károsíthatja. Ilyenkor túl hideg gáz kerül be az üzembe, ami kedvezőtlenül befolyásolhatja a gyártási paramétereket, valamint a gázvezetékre kondenzálódik, ráfagy a levegő nedvességtartalma, amely lecsöpög a padlóra, termékre, személyzetre. Ez elkerülendő nemcsak esztétikai, minőségbiztosítási, hanem higiéniai okokból is.

Ilyen problémák felmerülhetnek az elpárologtató normál működése mellett is, hiszen az üzembe lépő gáz hőmérséklete annak működési elvével összhangban a környezet hőmérsékleténél mintegy 10 °C-kal alacsonyabb. Hogyan lehet ezt kivédeni? Erre dolgozta ki a Messer a CoolSold megoldást, amellyel a tökéletes elpárologtatás, az állandó gázhőmérséklet biztosítása és a CO2-kibocsátás csökkentése mellett még költség is megtakarítható.

A termelőüzemek többségében használnak valamilyen hűtőberendezést (például a reflow kemencéknél), és hűtőfolyadékot keringtetnek egy hűtőkörben. A CoolSold-rendszer alapja a meglévő hűtőkör visszatérő ágába épített speciális hőcserélő, amelyben a cseppfolyós nitrogén a keringtetett hűtőközeg hőjét felhasználva párolog el, és felmelegszik a fűtő-hűtő közeg hőmérsékletére. Az előnyök egyértelműek: tökéletes elpárologtatás, állandó gázhőmérséklet, nincs páralecsapódás a csővezetéken. Még elektromos áram is megtakarítható, mivel azt a hidegenergiát, amelyet a hőcserélőben a cseppfolyós nitrogén átad a hűtőközegnek, a hűtőberendezésnek nem kell előállítania, ezáltal a hűtőberendezés terhelése csökken.

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés
hirdetés