יישום חנקן בתעשיית SMT

תיקון SMT מתייחס לקיצור של סדרה של תהליכי תהליך המבוססים על PCB.PCB (Printed Circuit Board) הוא לוח מעגלים מודפסים.

SMT הוא קיצור של Surface Mounted Technology, שהיא הטכנולוגיה והתהליך הפופולריים ביותר בתעשיית ההרכבה האלקטרונית.טכנולוגיית הרכבת משטח מעגל אלקטרוני (Surface Mount Technology, SMT) נקראת טכנולוגיית הרכבה משטחית או טכנולוגיית הרכבה משטחית.זוהי שיטה להתקנת רכיבים נטולי עופרת או עופרת קצרה (המכונה SMC/SMD, הנקראים רכיבי שבב בסינית) על פני השטח של לוח מעגלים מודפסים (PCB) או מצע אחר.טכנולוגיית הרכבת מעגלים המורכבת על ידי הלחמה בשיטות כגון הלחמה חוזרת או הלחמת דיפ.

בתהליך ריתוך SMT חנקן מתאים במיוחד כגז מגן.הסיבה העיקרית היא שהאנרגיה המלוכדת שלו גבוהה, ותגובות כימיות יתרחשו רק בטמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה (>500C, >100bar) או בתוספת אנרגיה.

מחולל חנקן הוא כיום הציוד המתאים ביותר לייצור חנקן המשמש בתעשיית SMT.כציוד לייצור חנקן באתר, מחולל החנקן הוא אוטומטי לחלוטין וללא השגחה, בעל תוחלת חיים ארוכה ושיעור כשל נמוך.נוח מאוד להשיג חנקן, והעלות היא גם הנמוכה ביותר מבין שיטות השימוש הנוכחיות בחנקן!

יצרני ייצור חנקן - מפעל וספקים לייצור חנקן בסין (xinfatools.com)

חנקן שימש בהלחמה חוזרת לפני השימוש בגזים אינרטיים בתהליך הלחמת גלים.חלק מהסיבה היא שתעשיית ה-IC ההיברידית השתמשה זה מכבר בחנקן בהלחמת זרימה חוזרת של מעגלים היברידיים קרמיים על פני השטח.כאשר חברות אחרות ראו את היתרונות של ייצור IC היברידי, הם יישמו את העיקרון הזה על הלחמת PCB.בסוג זה של ריתוך חנקן מחליף גם את החמצן במערכת.ניתן להחדיר חנקן לכל אזור, לא רק באזור הזרימה החוזרת, אלא גם לקירור התהליך.רוב מערכות הזרימה מחדש מוכנות כעת לחנקן;ניתן לשדרג מערכות מסוימות בקלות לשימוש בהזרקת גז.

לשימוש בחנקן בהלחמה חוזרת יש את היתרונות הבאים:

‧הרטבה מהירה של מסופים ורפידות

‧שינוי קטן ביכולת ההלחמה

‧ מראה משופר של שאריות שטף ומשטח מפרק הלחמה

‧קירור מהיר ללא חמצון נחושת

כגז מגן, תפקידו העיקרי של החנקן בריתוך הוא סילוק חמצן במהלך תהליך הריתוך, הגברת יכולת הריתוך ומניעת חמצון חוזר.לריתוך אמין, בנוסף לבחירת ההלחמה המתאימה, נדרש בדרך כלל שיתוף הפעולה של השטף.השטף מסיר בעיקר תחמוצות מחלק הריתוך של רכיב SMA לפני הריתוך ומונע חמצון חוזר של החלק הריתוך, ויוצר תנאי הרטבה מצוינים להלחמה לשיפור יכולת ההלחמה..בדיקות הוכיחו שהוספת חומצה פורמית תחת הגנת חנקן יכולה להשיג את ההשפעות הנ"ל.מכונת הלחמת גלי חנקן טבעתית המאמצת מבנה מיכל ריתוך מסוג מנהרה היא בעיקר מיכל עיבוד ריתוך מסוג מנהרה.המכסה העליון מורכב מכמה חתיכות זכוכית הניתנות לפתיחה כדי להבטיח שחמצן לא יכול להיכנס למיכל העיבוד.כאשר חנקן מוכנס לריתוך, תוך שימוש בפרופורציות השונות של הגז והאוויר המגן, החנקן יוציא אוטומטית את האוויר מאזור הריתוך.במהלך תהליך הריתוך, לוח ה-PCB יביא ברציפות חמצן לאזור הריתוך, ולכן יש להזריק חנקן ברציפות לאזור הריתוך כך שהחמצן יפרק באופן רציף לשקע.

טכנולוגיית חנקן פלוס חומצה פורמית משמשת בדרך כלל בתנורי זרימה חוזרת מסוג מנהרה עם ערבוב הסעה משופר אינפרא אדום.הכניסה והיציאה מתוכננים בדרך כלל להיות פתוחים, וישנם וילונות דלת מרובים בפנים עם אטימה טובה, שיכולים לחמם מראש ולחמם מראש רכיבים.ייבוש, הלחמה חוזרת וקירור הושלמו כולם במנהרה.באווירה מעורבת זו, משחת ההלחמה המשמשת אינה צריכה להכיל פעילים, ולא נותרות שאריות על ה-PCB לאחר ההלחמה.הפחיתו את החמצון, הפחיתו היווצרות כדורי הלחמה, ואין גישור, דבר המועיל ביותר לריתוך של מכשירים בעלי גובה דק.זה חוסך בציוד ניקוי ומגן על הסביבה הגלובלית.העלויות הנוספות שנגרמות על ידי חנקן מוחזרות בקלות מחיסכון בעלויות הנגזרות מהפחתת פגמים ודרישות עבודה.

הלחמת גל והלחמת זרימה חוזרת תחת הגנת חנקן תהפוך לטכנולוגיה המרכזית בהרכבת משטח.מכונת הלחמת גלי חנקן טבעתית משולבת עם טכנולוגיית חומצה פורמית, ומכונת הלחמת החנקן הטבעתית משולבת עם משחת הלחמה בפעילות נמוכה במיוחד וחומצה פורמית, שיכולה להסיר את תהליך הניקוי.בטכנולוגיית ריתוך SMT המתפתחת במהירות של היום, הבעיה העיקרית שנתקלה בה היא כיצד להסיר תחמוצות, להשיג משטח טהור של חומר הבסיס ולהשיג חיבור אמין.בדרך כלל, השטף משמש להסרת תחמוצות, להרטיב את פני השטח להלחמה, להפחית את מתח הפנים של ההלחמה ולמנוע חמצון חוזר.אבל באותו זמן, שטף ישאיר שאריות לאחר הלחמה, ויגרום להשפעות שליליות על רכיבי PCB.לכן, יש לנקות היטב את המעגל.עם זאת, הגודל של SMD קטן, והפער בין חלקים שאינם מולחמים הולך וקטן.ניקוי יסודי אינו אפשרי עוד.מה שחשוב יותר הוא הגנת הסביבה.CFC גורמים נזק לשכבת האוזון האטמוספרית, ויש לאסור CFC כחומר הניקוי העיקרי.דרך יעילה לפתור את הבעיות הנ"ל היא אימוץ טכנולוגיה לא נקייה בתחום ההרכבה האלקטרונית.הוספת כמות קטנה וכמותית של חומצת פורמית HCOOH לחנקן הוכחה כטכניקה יעילה ללא נקיון שאינה דורשת כל ניקוי לאחר הריתוך, ללא כל תופעות לוואי או כל חשש לגבי שאריות.