نظام النيتروجين PSA في صناعة الإلكترونيات

التطبيقات الرئيسية والتفاصيل التقنية

لحام إعادة التدوير في تكنولوجيا SMT: في هذه العملية، يتم إدخال غاز النيتروجين (عادةً بتركيز نقاء يتراوح بين 99.9% إلى 99.95%، أو 500-1000 جزء في المليون من الأكسجين O₂) إلى مناطق التسخين المسبق واللحام وتبريد فرن إعادة التدوير لإنشاء بيئة منخفضة الأكسجين. الفوائد الرئيسية تشمل:

1. تقليل الأكسدة: يقلل بشكل كبير من أكسدة وصلات لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، وأطراف المكونات، والقصدير المنصهر، مما يحسن قابلية اللحام.

2. تقليل عيوب اللحام: يقلل من التوتر السطحي للحام، مما يعزز خصائص التماسك والتدفق الخاصة به. ويقلل هذا بشكل كبير من العيوب المجهرية مثل التجويف في وصلات BGA، وتشكيل كرات اللحام، والتوصيل غير المقصود (bridging).

3. تقليل كبير في تشكيل الرواسب (Dross): يقلل من تشكيل الرواسب (أكاسيد اللحام) بنسبة 80-90%، مما يؤدي إلى توفير كبير في تكاليف اللحام الخالي من الرصاص.

اللحام الموجي: يتم استخدام "غطاء" من النيتروجين لتغطية سطح الموجة اللحامية. يعمل هذا الغطاء الخامل على منع تلامس اللحام المنصهر مع الهواء المحيط، مما يقلل بشكل كبير من تشكيل الرواسب ويحسن من اختراق ونوعية الوصلات اللحام بشكل عام.

تصنيع رقائق أشباع الدوائر (Semiconductor Wafer Fabrication): في جميع مراحل تصنيع الأشباع شبه الموصلة تقريبًا – بما في ذلك التصوير الضوئي (photolithography)، والنقش (etching)، والتسخين (annealing)، والتغليف – نقاء فائق (UHP، 99.9995% أو أعلى) النيتروجين ضروري. فهو يعمل كغاز ناقل، وكمحيط واقٍ، وعامل تنظيف لمنع حتى أدنى كميات الأكسجين أو الرطوبة من التلوث الدقيق لرقاقة السليكون الحساسة.

الاعتبارات التقنية الرئيسية لأنظمة النيتروجين عالي النقاء
عند اختيار نظام PSA للنيتروجين في صناعة الإلكترونيات الدقيقة، لا يكفي تحقيق مستوى قمة النقاء. يجب على صانعي القرار التركيز على عاملين تقنيين أعمق يحددان في النهاية نسبة إنتاج القطع النهائية والتكاليف التشغيلية على المدى الطويل:

1. استقرار النقاء النهائي: يُقاس النجاح في تصنيع الإلكترونيات بالجزء بالمليون (PPM). خلال عملية اللحام، يمكن أن يؤدي تقلب لحظي في درجة النقاء (زيادة طفيفة في محتوى O₂ أو الرطوبة) إلى رفض دفعة كاملة من المكونات المكلفة. لذلك، تكمن الميزة الأساسية للنظام المتفوق ليس فقط في قدرته على توفير درجة النقاء UHP باستمرار ، ولكن بقدرته على ، حتى تحت ضغط تقلبات الأحمال الإنتاجية.

2. التحكم في الملوثات المتبقية: بجانب الأكسجين، الكميات الضئيلة من الرطوبة والهيدروكربونات في تيار الغاز تُعتبر القاتل الخفي في تصنيع أشباه الموصلات واللوحات الدوائرية ذات الكثافة العالية. يجب أن تكون الحلول من الدرجة الأولى نظامًا كاملاً وشاملًا لتنقية الغاز من البداية إلى النهاية نظام تنقية كامل ومغلق من البداية إلى النهاية . وهذا يتطلب ليس فقط مادة فعالة للفصل الأساسي (CMS) عالية الأداء، ولكن أيضًا نظامًا مُحسَّنًا بعمق يتضمن نظام ترشيح وهلاج متعدد المراحل ، مضمونًا أن كل خطوة، من دخول الهواء إلى خروج النيتروجين، تم تصميمها بهدف واحد فقط هو تحقيق النقاء المطلق .