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L'azoto e i progressi nella brasatura ondulatoria

La produzione di massa di schede a circuito stampato (PCB) è iniziata negli anni '50 del 1900 con un processo noto come saldatura a onda. Nella saldatura a onda, il lato inferiore del PCB viene spruzzato con flusso e quindi riscaldato prima di essere passato su un'onda di saldatura. In questo modo i componenti vengono saldati al PCB. Sebbene sia più adatto per l'assemblaggio a foro passante, viene utilizzato anche nella tecnologia di montaggio in superficie (SMT).

Trattamento parziale del gas e impianti a tunnel

Mentre la qualità della saldatura dipende dalla temperatura e dal processo, la saldatura ondulatoria è caratterizzata da problemi come la formazione di difetti (come i giunti di saldatura a foro di pin e a foro di soffiatura), l'elevato flusso, il consumo di brasatura ed elettricità, la rilavorazione e le esigenze di pulizia aggiuntive. Per mitigare difetti e inefficienze, la saldatura a onde viene eseguita in un ambiente inerte come quello con presenza di azoto. Quando la saldatura a onde viene eseguita in un ambiente con azoto, è possibile utilizzare uno dei due approcci: trattamento parziale del gas o sistema a tunnel. Nel trattamento parziale del gas, solo l'onda di saldatura è sotto una coperta di azoto. Nel sistema a tunnel, tutte le fasi del processo vengono eseguite in un ambiente con azoto. 

Fasi del processo di saldatura a onda

Le fasi della saldatura a onda sono le seguenti:

 

  • Flussaggio: il flusso (un agente chimico che rimuove gli ossidi) viene spruzzato sul lato inferiore del PCB per garantire una superficie pulita su cui può avvenire efficacemente la saldatura. Ha l'effetto di rimuovere gli ossidi dalla superficie della scheda e dei perni. Consente inoltre una migliore trasmissione del calore.
  • Riscaldamento: la scheda viene fatta passare attraverso una fonte di calore per attivare il flusso.
  • Saldatura: il circuito stampato viene fatto passare su un serbatoio di brasatura liquida in cui si forma un'onda, incollando i componenti alla scheda.
  • Raffreddamento: dopo la fase di saldatura, la scheda viene raffreddata a temperatura ambiente.
  • Pulizia: nella fase finale, i residui di flussante vengono puliti e il pannello viene lavato con solventi.

 

Sia il trattamento parziale del gas che il sistema a tunnel riducono significativamente l'accumulo di scorie. Tuttavia, poiché il sistema a tunnel di saldatura a onde funziona in un ambiente di azoto in tutte le fasi, è più efficace del sistema a gas parziale e produce meno scorie, riducendo la necessità di rimuoverle e sostituirle con brasatura, con conseguente riduzione del consumo e dei costi di saldatura. Ma l'azoto è molto più di una semplice riduzione delle scorie.

Electronic component  held with tweezers by an engineer over a green motherboard.

Effetti dell'azoto sulla saldatura

Essendo un gas inerte, l'azoto riduce l'ossidazione spostando l'ossigeno, il che consente un comportamento di diffusione appropriato a temperature più basse. Inoltre, riduce la formazione di difetti dovuti alla mancata introduzione di imperfezioni nel processo, nel materiale o nella superficie. Migliora le proprietà di scorrimento e la bagnabilità (incollaggio tra la brasatura e il PCB/componente). L'uso dell'azoto riduce anche la quantità e l'intensità del flusso richiesto, con conseguente ulteriore risparmio sui costi. Soprattutto, si ottengono giunti saldati di alta qualità che richiedono meno calore e flusso.
 

La preferenza del settore per l'uso dell'azoto nella saldatura è fortemente influenzata dalla finestra di processo migliorata, poiché l'esecuzione del processo di produzione in azoto rispetto all'aria riduce problemi come la formazione di difetti. Ma anche i vantaggi in termini di costi sono importanti, poiché i risparmi compensano le spese per l'azoto. Pertanto, in particolare, la generazione di azoto in loco rappresenta un motivo migliore per risparmiare sui costi e sulle risorse.

Azoto in loco per una saldatura di qualità

Un generatore di azoto in loco non solo consente di controllare la purezza dell'aria per scopi di saldatura (che è fondamentale per garantire un corretto comportamento di spargimento della brasatura a temperature più basse), ma riduce anche i costi operativi (rispetto all'alimentazione di terzi) e garantisce un flusso costante di gas azoto quando i tempi di fermo possono interrompere la produzione.

 

La generazione autonoma di azoto con un generatore di azoto in loco consente una manipolazione più sicura e garantisce una minore impronta di carbonio. Inoltre, i generatori di azoto in loco, come quelli di Pneumatech, sono facili da integrare nei sistemi esistenti.

PSA nitrogen generators family

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