Восстановительные процессы под вакуумом с использованием активных технологических газов

Система контактной пайки Nexus производства Rehm Thermal Systems гарантирует наилучшие результаты благодаря процессам пайки оплавлением с контактным переносом тепла под вакуумом. Таким образом, система Nexus обеспечивает соответствие самым высоким требованиям в области поверхностного монтажа и силовой электроники. Кроме того, эта система вакуумной контактной пайки оптимально подходит для беспустотной пайки различных элементов (например, биполярных транзисторов с изолированным затвором) на платах блоков управления данными. При этом соединение материалов из преимущественно разных металлов осуществляется в вакууме при температуре до 450 °С. Этот процесс представляет собой оптимальное решение для беспустотной и бесфлюсовой обработки. Иными словами, Nexus предлагает преимущества не только для процесса пайки, но и для всех остальных процессов тепловой обработки.

Большое преимущество системы контактной пайки Nexus заключается в возможности предварительной установки градиента нагрева или охлаждения на основании заданных параметров. В границах спецификации температура автоматически регулируется системой Nexus, что гарантирует соблюдение установленных предельных значений. Поэтому функциональная неисправность подлежащего пайке конструкционного узла исключается. Мощность нагрева в системе Nexus спроектирована таким образом, чтобы обеспечивать равномерное нагревание даже при полной загрузке массивных конструкционных узлов и, следовательно, — устранить проблемы даже при коротком времени цикла. Температуры на держателе регистрируются и проверяются с помощью датчика.

Надежные вакуумные процессы для повышения качества
Вакуумная пайка повышает производительность и улучшает качество при производстве силовой электроники. Вакуум позволяет осуществлять бескислородные процессы пайки и обеспечивает улучшенное смачивание, а значит и лучшее заполнение паяных соединений. Кроме того, вакуум значительно уменьшает пустоты в паяных соединениях, а также позволяет выполнять такие процессы, как плазменная очистка и изменение атмосферы при поверхностный монтаже. Кроме этого, вакуум помогает минимизировать окисление компонентов и самих точек пайки. При этом передача тепла осуществляется за счет контактного нагрева. Благодаря небольшим размерам, простоте использования и необычайной гибкости система Nexus отлично подходит для мало- и среднесерийных производств, а также лабораторий.

Инертные газы и защитный газ
Для защиты от окисления обычно используется азот (N2). В сочетании с 5–10 % водорода образуется защитный газ, который также используется для восстановления оксидов. Все необходимые защитные устройства для такого смеси уже встроены. Защитные газы с содержанием водорода от 10 % до 100 % требуют установки дополнительных устройств безопасности и используются только при температурах от 280 °С. В зависимости от технологической температуры выгодным решением может быть использование муравьиной кислоты. Для обеспечения стабильного процесса бесфлюсовой пайки инертный газ-носитель (N2) обогащается муравьиной кислотой (HCOOH) и подается в технологическую камеру. 

Бесфлюсовая пайка и восстановление 
Для обеспечения стабильного процесса бесфлюсовой пайки или удаления оксидов инертный газ-носитель (N2) обогащается муравьиной кислотой (HCOOH) и подается в технологическую камеру. Для того чтобы поддерживать постоянную «насыщенность» газа-носителя муравьиной кислотой, необходимо поддерживать параметры при муравьиной кислоте на постоянном уровне. К этим параметрам относятся: скорость потока, объемный расход, температура и объем наполнения контейнера с муравьиной кислотой (барботера). Современная технология регулирования обеспечивает простой и технологически безопасный контроль объемного расхода азота — в отличие от регулирования уровня наполнения муравьиной кислоты в классических решениях, в которых используются барботеры. Эти классические барботеры необходимо наполнять кислотой вручную, учитывая меры безопасности для сотрудников, и они подвержены большим колебаниям объема наполнения. Rehm Thermal Systems использует новое, более прогрессивное поколение барботеров, которое автоматически контролирует и регулирует уровень наполнения. Увеличивая температуру муравьиной кислоты в барботере, можно простым способом достичь повышения концентрации метановой кислоты в азоте.

Оксиды металлов удаляют с помощью муравьиной кислоты по следующему механизму. Сначала образуются формиаты металла, и при температуре от 200 °C формиаты разлагаются (Cu) или испаряются (SnO, SnO2). Образующийся во второй части H+ способствует удалению оксидов. В результате формируется не содержащая оксидов и легко смачиваемая поверхность меди и других металлов, подготовленных, например, для последующего процесса пайки в системе или для последующих процессов за ее пределами. Это решение подходит для рабочих температур от 200 °C. 

Кислородный анализ для мониторинга процесса
С помощью анализатора можно непрерывно контролировать содержание кислорода в рабочей камере практически на всех производственных этапах. Это обеспечивает эффективность инертирования и герметичность технологической камеры.

Подробную информацию о системе контактной пайки Nexus см. на странице Nexus.