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Nitrogênio e os avanços na solda ondulada

A produção em massa de placas de circuito impresso (PCBs) começou na década de 1950 com um processo conhecido como solda ondulada. Na solda ondulada, a parte inferior do PCB é pulverizada com fluxo e, em seguida, aquecida antes de ser passada sobre uma onda de solda. Isso solda os componentes ao PCB. Embora seja mais adequado para montagem através de furo, também é usado na tecnologia de montagem em superfície (SMT).

Tratamento parcial de gás e sistemas de túneis

Enquanto a qualidade da solda depende da temperatura e do processo, a solda ondulada é caracterizada por problemas como a formação de defeitos (como juntas de solda com furo de pino e furo de sopro), alto fluxo, consumo de solda e eletricidade, retrabalho e necessidades extras de limpeza. Para mitigar defeitos e ineficiências, a solda ondulada é feita em um ambiente inerte, como aquele com presença de nitrogênio. Quando a solda ondulada é realizada em um ambiente de nitrogênio, uma das duas abordagens pode ser empregada: tratamento parcial de gás ou sistema de túnel. No tratamento parcial de gás, apenas a onda de solda está sob um manto de nitrogênio. No sistema de túnel, todas as etapas do processo são realizadas em um ambiente de nitrogênio. 

Etapas do processo de solda ondulada

As etapas da solda ondulada são as seguintes:

 

  • Fluxo: Fluxo (um agente químico que remove óxidos) é pulverizado na parte inferior do PCB para garantir uma superfície limpa na qual a solda possa ocorrer efetivamente. Tem o efeito de remover os óxidos da superfície da placa e dos pinos. Também permite uma melhor transmissão de calor.
  • Aquecimento: a placa é passada por uma fonte de calor para ativar o fluxo.
  • Soldagem: o PCB é passado sobre um tanque de solda líquida no qual é formada uma onda, ligando os componentes à placa.
  • Resfriamento: após a fase de solda, a placa é resfriada até a temperatura ambiente.
  • Limpeza: na etapa final, os resíduos de fluxo são limpos e a placa é lavada com solventes.

 

Tanto o tratamento parcial de gás quanto o sistema de túnel reduzem significativamente o acúmulo de escória. No entanto, como o sistema de túnel de solda ondulada opera em um ambiente de nitrogênio em todos os estágios, é mais eficaz do que o sistema de gás parcial e produz menos escória, reduzindo a necessidade de sua remoção e substituição por solda, levando a um menor consumo e custos de solda. Mas há mais no nitrogênio do que apenas reduzir escória.

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

Efeitos do nitrogênio na brasagem

Sendo um gás inerte, o nitrogênio reduz a oxidação deslocando o oxigênio, o que permite um comportamento de propagação apropriado em temperaturas mais baixas. Também reduz a formação de defeitos, devido à falta de introdução de imperfeições no processo, material ou superfície. Melhora as propriedades de fluxo e a umidificabilidade (ligação entre a solda e o PCB/componente). O uso de nitrogênio também reduz a quantidade e a intensidade do fluxo necessário, o que leva a mais economias de custos. Mais importante ainda, leva a juntas soldadas de alta qualidade que requerem menos calor e fluxo.
 

A preferência da indústria para o uso de nitrogênio na solda é fortemente influenciada pela janela de processo aprimorada, pois a realização do processo de produção em nitrogênio em comparação com o ar reduz problemas como a formação de defeitos. Mas os benefícios de custo também são importantes, pois as economias compensam as despesas com nitrogênio. Portanto, a geração de nitrogênio no local, em particular, é um melhor exemplo de economia de custos e recursos.

Nitrogênio no local para solda de qualidade

Um gerador de nitrogênio no local não só lhe dá controle sobre a pureza do ar para fins de solda (que é fundamental para garantir o comportamento apropriado de espalhamento da solda a temperaturas mais baixas), mas também reduz seus custos operacionais (em comparação com o fornecimento de terceiros) e garante que você tenha um fluxo constante de gás nitrogênio quando o tempo de parada pode interromper a produção.

 

Gerar nitrogênio sozinho com um gerador de nitrogênio no local permite um manuseio mais seguro e garante uma menor pegada de carbono. Além disso, os geradores de nitrogênio no local, como os da Pneumatech, são fáceis de integrar em sistemas existentes.

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