تطبيق النيتروجين في صناعة SMT

يشير تصحيح SMT إلى اختصار لسلسلة من العمليات العملية القائمة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. PCB (لوحة الدوائر المطبوعة) هي لوحة دوائر مطبوعة.

SMT هو اختصار لـ Surface Mounted Technology، وهي التقنية والعملية الأكثر شيوعًا في صناعة التجميع الإلكتروني. تسمى تقنية تجميع سطح الدائرة الإلكترونية (Surface Mount Technology، SMT) بتكنولوجيا التركيب السطحي أو تقنية التركيب السطحي. إنها طريقة لتثبيت مكونات مثبتة على السطح بدون رصاص أو قصيرة الرصاص (يشار إليها باسم SMC/SMD، وتسمى مكونات الرقاقة باللغة الصينية) على سطح لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) أو أي ركيزة أخرى. تقنية تجميع الدوائر التي يتم تجميعها عن طريق اللحام باستخدام طرق مثل اللحام بإعادة التدفق أو اللحام بالغمس.

في عملية اللحام SMT، يعتبر النيتروجين مناسبًا للغاية كغاز وقائي. السبب الرئيسي هو أن طاقة التماسك عالية، ولن تحدث التفاعلات الكيميائية إلا تحت درجة حرارة عالية وضغط مرتفع (> 500 درجة مئوية،> 100 بار) أو مع إضافة الطاقة.

يعد مولد النيتروجين حاليًا أكثر معدات إنتاج النيتروجين المناسبة المستخدمة في صناعة SMT. باعتباره معدات إنتاج النيتروجين في الموقع، فإن مولد النيتروجين أوتوماتيكي بالكامل وغير مراقب، وله عمر افتراضي طويل، وله معدل فشل منخفض. من السهل جدًا الحصول على النيتروجين، كما أن التكلفة هي أيضًا الأقل بين الطرق الحالية لاستخدام النيتروجين!

مصنعو إنتاج النيتروجين - مصنع وموردو إنتاج النيتروجين في الصين (xinfatools.com)

تم استخدام النيتروجين في عملية اللحام بإعادة التدفق قبل استخدام الغازات الخاملة في عملية اللحام الموجي. جزء من السبب هو أن صناعة الدوائر المتكاملة الهجينة استخدمت النيتروجين لفترة طويلة في لحام إنحسر الدوائر الهجينة الخزفية المثبتة على السطح. وعندما رأت شركات أخرى فوائد تصنيع الدوائر المتكاملة الهجينة، قامت بتطبيق هذا المبدأ على لحام ثنائي الفينيل متعدد الكلور. في هذا النوع من اللحام، يحل النيتروجين أيضًا محل الأكسجين الموجود في النظام. يمكن إدخال النيتروجين في كل منطقة، ليس فقط في منطقة إعادة التدفق، ولكن أيضًا لتبريد العملية. أصبحت معظم أنظمة إعادة التدفق الآن جاهزة للنيتروجين؛ يمكن ترقية بعض الأنظمة بسهولة لاستخدام حقن الغاز.

استخدام النيتروجين في لحام إنحسر له المزايا التالية:

‧ترطيب سريع للمحطات ومنصات

‧تغيير طفيف في قابلية اللحام

‧تحسين مظهر بقايا التدفق وسطح وصلة اللحام

‧تبريد سريع بدون أكسدة النحاس

كغاز وقائي، فإن الدور الرئيسي للنيتروجين في اللحام هو التخلص من الأكسجين أثناء عملية اللحام، وزيادة قابلية اللحام، ومنع إعادة الأكسدة. للحصول على لحام موثوق به، بالإضافة إلى اختيار اللحام المناسب، فإن تعاون التدفق مطلوب بشكل عام. يقوم التدفق بشكل أساسي بإزالة الأكاسيد من جزء اللحام الخاص بمكون SMA قبل اللحام ويمنع إعادة أكسدة جزء اللحام، ويشكل ظروف ترطيب ممتازة للحام لتحسين قابلية اللحام. . أثبتت الاختبارات أن إضافة حمض الفورميك تحت حماية النيتروجين يمكن أن يحقق التأثيرات المذكورة أعلاه. إن آلة اللحام بموجة النيتروجين الحلقية التي تعتمد هيكل خزان اللحام من نوع النفق هي بشكل أساسي خزان معالجة اللحام من نوع النفق. يتكون الغطاء العلوي من عدة قطع من الزجاج القابل للفتح لضمان عدم دخول الأكسجين إلى خزان المعالجة. عندما يتم إدخال النيتروجين في اللحام، باستخدام نسب مختلفة من الغاز الوقائي والهواء، فإن النيتروجين سوف يدفع الهواء تلقائيًا خارج منطقة اللحام. أثناء عملية اللحام، ستقوم لوحة PCB باستمرار بإدخال الأكسجين إلى منطقة اللحام، لذلك يجب حقن النيتروجين بشكل مستمر في منطقة اللحام بحيث يتم تفريغ الأكسجين بشكل مستمر إلى المخرج.

يتم استخدام تقنية النيتروجين بالإضافة إلى حمض الفورميك بشكل عام في أفران إنحسر النفق مع خلط الحمل الحراري المعزز بالأشعة تحت الحمراء. تم تصميم المدخل والمخرج بشكل عام ليكونا مفتوحين، وهناك ستائر أبواب متعددة بالداخل مع إغلاق جيد، والتي يمكنها تسخين المكونات وتسخينها مسبقًا. يتم الانتهاء من التجفيف واللحام والتبريد في النفق. في هذا الجو المختلط، لا يحتاج معجون اللحام المستخدم إلى احتواء المنشطات، ولا يترك أي بقايا على PCB بعد اللحام. تقليل الأكسدة، وتقليل تكوين كرات اللحام، ولا يوجد جسور، وهو مفيد للغاية للحام الأجهزة الدقيقة. يوفر معدات التنظيف ويحمي البيئة العالمية. يمكن استرداد التكاليف الإضافية التي يتكبدها النيتروجين بسهولة من التوفير في التكاليف الناتج عن تقليل العيوب ومتطلبات العمالة.

سوف يصبح اللحام الموجي ولحام إنحسر تحت حماية النيتروجين التكنولوجيا السائدة في تجميع السطح. يتم دمج آلة لحام موجة النيتروجين الحلقي مع تقنية حمض الفورميك، ويتم دمج آلة لحام إنحسر النيتروجين الحلقي مع معجون لحام منخفض النشاط للغاية وحمض الفورميك، والذي يمكن أن يزيل عملية التنظيف. في تكنولوجيا اللحام SMT سريعة التطور اليوم، تتمثل المشكلة الرئيسية التي تمت مواجهتها في كيفية إزالة الأكاسيد والحصول على سطح نقي من المادة الأساسية وتحقيق اتصال موثوق. عادة، يتم استخدام التدفق لإزالة الأكاسيد، وترطيب السطح المراد لحامه، وتقليل التوتر السطحي للحام، ومنع إعادة الأكسدة. ولكن في الوقت نفسه، سيترك التدفق بقايا بعد اللحام، مما يسبب آثارًا ضارة على مكونات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. ولذلك، يجب تنظيف لوحة الدائرة جيدا. ومع ذلك، فإن حجم SMD صغير، والفجوة بين الأجزاء غير القابلة للحام تصبح أصغر فأصغر. التنظيف الشامل لم يعد ممكنا. والأهم من ذلك هو حماية البيئة. تسبب مركبات الكربون الكلورية فلورية ضررًا لطبقة الأوزون في الغلاف الجوي، ويجب حظر مركبات الكربون الكلورية فلورية باعتبارها عامل التنظيف الرئيسي. الطريقة الفعالة لحل المشاكل المذكورة أعلاه هي اعتماد التكنولوجيا غير النظيفة في مجال التجميع الإلكتروني. أثبتت إضافة كمية صغيرة وكمية من حمض الفورميك HCOOH إلى النيتروجين أنها تقنية فعالة وغير نظيفة ولا تتطلب أي تنظيف بعد اللحام، دون أي آثار جانبية أو أي مخاوف بشأن المخلفات.