Saiba como o azoto limita a oxidação, melhora a molhabilidade, reduz a escória e protege os bicos de soldadura seletiva, além dos requisitos de pureza e caudal.
Na soldadura seletiva, o azoto cria uma atmosfera local com baixo teor de oxigénio em torno do bico de mini-onda e da junta soldada. Limita a oxidação da solda fundida, favorece a molhabilidade e a drenagem, reduz a escória e ajuda a manter uma onda de soldadura estável.
Como a soldadura seletiva protege apenas a área de soldadura programada, o consumo de azoto é normalmente inferior ao de um processo que tem de inertizar uma zona de soldadura muito maior. A necessidade real continua a depender da máquina, do número de bicos, do invólucro e do nível de oxigénio pretendido.
A solda fundida reage rapidamente com o oxigénio. Pode formar-se uma película de óxido na superfície da onda de soldadura, no bico e na solda à medida que esta se separa da junta.
Esta película de óxido interfere com a molhabilidade e a drenagem da solda. O resultado pode ser enchimento insuficiente dos furos, pingentes, bandeiras de solda ou pontes entre pinos adjacentes.
O fluxo remove o óxido existente da pastilha e do terminal do componente, mas a sua atividade é limitada pelo tempo e pela temperatura. Uma atmosfera de azoto reduz a nova oxidação durante o contacto com a solda, proporcionando ao fluxo uma janela de processo mais ampla e estável.
É por isso que as atuais máquinas DEZ máquinas de soldadura seletiva utilizam soldadura por mini-onda assistida por azoto em torno das juntas THT programadas.
O azoto não melhora a soldadura alterando diretamente a liga de solda. Melhora as condições em que a solda e o fluxo trabalham.
Com menos óxido a formar-se na superfície da solda fundida, a solda pode molhar a pastilha e o terminal do componente de forma mais consistente. Isto pode melhorar o fluxo capilar através dos furos metalizados e ajudar a alcançar o enchimento necessário, especialmente com ligas sem chumbo, conectores grandes ou PCBAs com maior massa térmica.
O azoto não consegue compensar uma pastilha contaminada, má soldabilidade do componente, um bico inadequado ou tempo de contacto insuficiente. Estas condições devem continuar a ser corrigidas através do programa de soldadura e da seleção dos materiais.
O ponto em que a PCBA deixa a mini-onda é particularmente importante. A solda deve drenar de forma limpa para fora da junta sem deixar uma ponte ou um pingente.
O óxido na superfície da solda pode perturbar esta separação. Ao deslocar o oxigénio em torno do bico e da zona de separação, o azoto favorece uma drenagem mais limpa e pode reduzir pontes, picos e bandeiras de solda.
Os conectores de passo fino podem beneficiar desta janela de processo mais ampla, mas a direção de retirada, o tamanho do bico, a altura da solda e a velocidade de movimento continuam a ser igualmente importantes.
A escória forma-se quando a solda fundida oxida. O excesso de escória consome solda, contamina a superfície do cadinho e aumenta a manutenção em torno da bomba e do bico.
O azoto limita o contacto entre o oxigénio e a solda fundida. Isto reduz a formação de escória e ajuda a mini-onda a manter uma superfície mais limpa e estável.
O bico também beneficia da redução da oxidação. A acumulação de óxido pode interferir com a molhabilidade do bico, alterar a forma da onda e acabar por reduzir a altura efetiva da solda.
Consoante o tamanho, a forma e o fornecedor, um bico de substituição para soldadura seletiva pode custar aproximadamente US$100–300. A maioria das fábricas também mantém vários tamanhos de bico para diferentes PCBAs. Proteger os bicos reduz, por isso, tanto os custos de substituição como o risco de interrupção da produção.
O azoto não elimina a necessidade de manutenção do bico. Os operadores devem continuar a inspecionar a abertura, remover depósitos, manter a molhabilidade do bico e confirmar a altura da onda.
Muitos sistemas de soldadura seletiva aquecem o azoto antes de este chegar à zona do bico. O azoto aquecido evita que o gás frio arrefeça a mini-onda e pode fornecer calor local adicional à área de soldadura com fluxo.
O pré-aquecimento ajuda a evaporar o solvente do fluxo antes de a PCBA entrar em contacto com a solda fundida. Se uma quantidade excessiva de fluxo líquido, solvente ou humidade chegar à mini-onda, pode gerar salpicos e perturbar a onda.
O azoto aquecido pode reduzir este risco ao apoiar o pré-aquecimento local, mas não garante o desaparecimento dos salpicos. A quantidade de fluxo, a temperatura da placa, o tempo de pré-aquecimento e a humidade devem continuar a ser controlados.
Para PCBAs com elevada massa térmica, pode continuar a ser necessário um pré-aquecimento dedicado por infravermelhos ou convecção.
Um caudal elevado, por si só, não produz uma atmosfera de azoto estável. Pureza, caudal, pressão, temperatura e fugas têm de funcionar em conjunto.
| Parâmetro do processo | Por que isso é importante | Se estiver instável |
|---|---|---|
| Pureza do azoto | Determina a quantidade de oxigénio que entra com o gás fornecido | Pode formar-se mais oxidação e escória |
| Caudal | Desloca o ar em torno do bico e da área de soldadura | Um caudal baixo permite a entrada de ar ambiente |
| Pressão de entrada | Mantém o fornecimento de gás necessário através da máquina | A perda de pressão pode alterar a atmosfera protetora |
| Temperatura do azoto | Evita que o gás frio arrefeça a onda de soldadura | O gás não aquecido pode reduzir a estabilidade térmica local |
| Vedação das tubagens e do invólucro | Evita a mistura desnecessária com o ar da fábrica | As fugas aumentam o teor de oxigénio e o consumo de gás |
A pureza indicada pela fonte de azoto nem sempre corresponde às condições de oxigénio na junta soldada. O azoto mistura-se com o ar ambiente ao sair do bico, pelo que a atmosfera efetiva também depende do design do bico, da direção do fluxo, do invólucro e das fugas.
Para aplicações exigentes, o oxigénio deve ser avaliado perto da área real de soldadura, em vez de se confiar apenas na pureza apresentada pelo gerador de azoto.
A máquina de soldadura seletiva automática DEZ-H3500A utiliza azoto em torno do seu bico de mini-onda para limitar a oxidação e favorecer a molhabilidade da solda.
A sua especificação atual exige uma pureza de azoto superior a 99.998%, uma pressão de entrada de 3–4 bar e um consumo aproximado de 1–2 m³/h por bico em funcionamento.
Estes valores aplicam-se à configuração H3500A. Outras máquinas podem ter diferentes quantidades de bicos, requisitos de caudal ou pressões de funcionamento, pelo que o fornecimento de azoto deve ser confirmado com base no modelo selecionado e não copiado entre máquinas.
As garrafas de azoto podem ser práticas para soldadura ocasional, ensaios de processo ou reserva de emergência. A produção regular exige encomenda, armazenamento e substituição repetidos, criando um risco de interrupção quando uma garrafa fica vazia.
Um gerador de azoto instalado no local produz azoto continuamente a partir de ar comprimido limpo e seco. É normalmente mais prático quando as máquinas de soldadura seletiva funcionam com frequência ou em vários turnos.
A Gerador de azoto SMT DEZ-D59-2N fornece uma saída padrão de 3 Nm³/h, pureza até 99.999% e pressão ajustável de 0.1 to 0.65 MPa.
Antes de o ligar a uma máquina de soldadura, compare a sua saída com a procura contínua e de pico combinada da máquina. Também devem ser consideradas as perdas nas tubagens, as máquinas adicionais e a futura expansão da produção.
O azoto amplia a janela do processo de soldadura seletiva, mas não consegue corrigir uma liga de solda inadequada, excesso de fluxo, pré-aquecimento deficiente ou um bico selecionado incorretamente.
A formação de vazios ou bolsas de gás não deve ser tratada como um problema exclusivo do azoto. A quantidade de fluxo, a evaporação do solvente, a geometria do furo, a soldabilidade, o tempo de contacto e a drenagem da solda também devem ser avaliados.
Um processo estável combina, portanto, a atmosfera de azoto correta com aplicação de fluxo, pré-aquecimento, temperatura de soldadura, altura da onda, tempo de contacto e direção de retirada controlados.
Envie à DEZ o modelo da sua máquina de soldadura seletiva, o número de cadinhos e bicos, a pureza de azoto necessária, a pressão de funcionamento, o consumo contínuo e as horas diárias de trabalho.
