Для чего используется генератор азота в электронной промышленности
Кислород, попадающий в зону пайки, реагирует с расплавленным припоем и контактными площадками. Образуются оксиды, которые ухудшают смачивание и провоцируют непропаи. Если вытеснить кислород азотом, технологический процесс меняется заметно:
- снижается окисление при пайке;
- улучшается смачивание припоем;
- становится меньше перемычек и шариков припоя;
- процесс держится стабильнее на мелком шаге компонентов;
- появляется возможность работать со сложными платами и бессвинцовыми сплавами, которые особенно чувствительны к окислению.
Теперь о том, где конкретно это применяется.
Конвейерные печи оплавления
Самое частое применение генератора азота в электронной промышленности. Подача азота в зоны печи снижает содержание оксидов в рабочей атмосфере и заметно улучшает качество пайки BGA и QFN — у этих корпусов выводы скрыты под корпусом, и дефект там не виден без рентгена. Технологический допуск по профилю пайки при этом становится шире: оператору легче держать процесс без брака даже при колебаниях партии плат.
Селективная пайка
При пайке разъёмов и компонентов со сквозными выводами азот уменьшает образование шлака на волне и помогает сформироваться более качественному паяному соединению, без этого на ряде корпусов сложно добиться повторяемого результата.
Волновая пайка
В ванне припоя инертная атмосфера снижает окисление расплава. Флюс расходуется медленнее, припой дольше остаётся чистым, количество дефектов на нижней стороне платы падает.
Ремонтные центры BGA
Азот подают локально, прямо в зону работы паяльной станции. Это позволяет переустанавливать BGA и CSP без окисления контактных площадок и без азотной магистрали на весь цех.
Почему предприятия переходят на собственную генерацию азота
Использование баллонного азота связано с рядом ограничений. Необходимо контролировать остаток газа, организовывать поставки, выделять место для хранения и учитывать требования безопасности. Любая задержка поставки может привести к остановке оборудования и простою производства.
Адсорбционный генератор решает эти задачи. После подключения к системе подготовки сжатого воздуха оборудование непрерывно вырабатывает азот необходимой чистоты и подаёт его непосредственно потребителю. Производство получает независимость от поставщиков газа и возможность контролировать собственные эксплуатационные расходы.
| Критерий | Баллонный / жидкий азот | Генератор азота на производстве |
|---|---|---|
| Стоимость газа | Растёт с объёмом потребления, зависит от поставщика | Себестоимость азота из воздуха стабильна и предсказуема |
| Логистика | Регулярная доставка, складирование баллонов | Не требуется — азот вырабатывается на месте |
| Риск простоя | Линия встаёт, если поставка задержалась или баллон опустел раньше графика | Подача азота не зависит от внешнего поставщика |
| Безопасность | Хранение баллонов под давлением, у жидкого азота — криогенные риски | Низкое рабочее давление, простые требования к помещению |
| Чистота и стабильность | Зависит от партии и поставщика | Контролируемая чистота и точка росы на выходе |
| Окупаемость | Затраты идут бессрочно и растут с объёмом производства | Оборудование окупается за счёт отказа от закупки газа |
При постоянной работе печи оплавления и волны генератор обычно окупается за год-два — после этого азот фактически становится бесплатным, за исключением электричества и обслуживания сита.
Преимущества адсорбционных генераторов азота
В электронной промышленности чаще всего применяют адсорбционные генераторы азота — технология PSA, pressure swing adsorption. Сжатый воздух проходит через колонны с углеродным молекулярным ситом: сито поглощает кислород и пропускает азот. Колонны работают по очереди — одна выделяет газ, вторая в это время регенерируется, поэтому подача азота не прерывается. Это и есть принцип работы такого генератора азота, и именно поэтому он не требует криогенного хранения или баллонов.
Что это дает:
- автономную работу без баллонов и криогенных ёмкостей;
- настраиваемую чистоту под задачу: для волновой пайки обычно достаточно 99%, для печей оплавления и работы с BGA/QFN на бессвинце нужны 99,9% и выше (в названиях моделей это часто прямо указано — генератор азота 99 или 99.9, по достигаемому уровню чистоты);
- из расходных материалов — практически только картридж CMS, который при штатной эксплуатации служит несколько лет;
- вариант со встроенным компрессором — актуален, если на производстве нет собственной магистрали сжатого воздуха или её мощности не хватает под дополнительную нагрузку;
- предсказуемую себестоимость кубометра азота, которая в большинстве случаев ниже, чем при закупке баллонов.
Как подобрать генератор азота
Подбор начинается с параметров линии:
- Требуемая чистота азота — 99–99,5% для волновой пайки и упаковки в защитном газе, 99,9% и выше для печей оплавления, BGA/QFN и бессвинцовых сплавов;
- Расход в л/мин — зависит от количества зон печи, длины конвейера и того, сколько потребителей азота работает одновременно;
- Состояние сети сжатого воздуха — если своего компрессора нет или его ресурса не хватает, имеет смысл генератор азота со встроенным компрессором;
- Требования к точке росы и давлению на выходе под конкретное оборудование;
- Площадь под установку и возможность интеграции в систему контроля параметров линии.
Пришлите параметры печи или линии — рассчитаем расход, подберём модель и назовём цену генератора азота с учётом монтажа и пусконаладки. Если решите купить генератор азота, поможем сравнить варианты по чистоте, расходу и наличию встроенного компрессора под вашу конкретную задачу.
