SMT制程氮气保护设备--PSA制氮机

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石材雕刻刀SMT製程氮氣保護設備--PSA製氮機
製氮設備是根據變壓吸附的技術(PSA),利用高品質的碳分子篩為吸附劑直接從壓縮空氣中分離氧氣提取氮氣的。經過淨化乾燥的壓縮空氣,在壓力作用下,利用氧在碳分子篩微孔中擴散吸附速率遠大於氮在碳分子篩微孔中的擴散吸附速率這一特徵,在吸附未達到平衡時,氮在氣相中被富集起來,形成成品氮氣。
然後經減壓至常壓,吸附劑脫附所吸附的氧氣等雜質組成,實現再生。
在系統中設置兩個吸附塔,一塔吸附產氮,另一塔脫附再生,通過PLC程式控制器控制氣動閥的啟閉,使兩塔交替循環工作,實現連續生產高品質氮氣。
PSA製氮設備提取氮氣可達到的技術指標氮氣流量:
氮氣純度:98%—99.9995%
出口壓力:0.8Mpa以下
可調露點:-45℃工作原理
無鉛製程中加氮氣的優點:加氮氣可以增加無鉛焊接的上錫效果,可以增加上錫的光澤度.加氮氣的優點:
1.增進製程的空間
2.防止氧化及增進零件吃錫度
3.增進外觀美化(無鉛製程其銲點光澤較為不明顯)
4.減少因長時間高溫所產生的退情形
第一部分無鉛焊接與氮氣
第一联动為什麼要導入無鉛工藝鉛是一種有毒的重金屬,人體過量吸收鉛會引起中毒,攝入低量的鉛則可能對人的智力、神經系統和生殖系統造成影響,全球電子裝聯行業每年要消耗大約60000噸左右的焊料,而且還在逐年增加,由此形成的含鉛盤的工業渣滓嚴重污染環境,因此減少鉛的使用已成為全世界關注的焦點,歐洲、日本許多大公司正在大力加速無鉛替代合金的開發,並已計劃在2002年開始在電子產品裝配中逐步減少鉛的使用。(傳統的焊
料成份63Sn/37Pb,在目前的電子裝聯行業,鉛被廣泛使用)歐盟組織2006年開始逐步導入無鉛工藝(醫療電子行業推?到2008年),7月之前全面導入無鉛工藝。電子整機行業的無鉛化技術發展是國際信息產業工業發展的必然趨勢,我國信息產業部要求在2006年7月1日前,全國實現電子信息產品的無鉛化。
導入無鉛工藝為什麼要用氮氣無鉛化對再流焊設備提出了許多新的要求,主要包括:更高的加熱能力、空載和負載狀態下的穩定性、適合高溫工作的材料、良好的熱絕緣、優良的均溫性,氮氣防漏能力、溫度曲線的靈活性、更強的冷卻能力等。無鉛化電子組裝中使用氮氣的必要性有以下幾點原則:
1)滿足美和日本等客戶的要求時。2)使用高溫焊膏或低固體、低活性(免清洗、低殘留)焊膏時。
3)?焊比較昂貴的集成電路元器件、小體積元器件、細間距元器件、倒裝晶片和不可以反修元器件時。
4)多次過板組裝工藝或?焊帶有OPS鍍層的PCB多次再流時。
5)?焊無保護膜銅焊盤或儲存時間較長的電路板或可靠性首要時。
由於使用了氮氣氛,就需要對爐子進行投資及考慮耗用的氮氣量、氮氣源選擇和氮氣的價格,而且,瞭解後者更為重要。事實上,在焊接工藝中使用特殊氣氛—惰性氮氣氛,可以使焊接的產品在焊接過程中不會產生缺陷,能夠一次通過測試驗收,這樣即節省了由缺陷帶來的返修成本和勞動力成本,也節省了工藝時間。雖然選購氮氣氛需要花費一定的資金,但比起焊缺陷帶來的返修成本要低得多。使用氮氣對焊接的好處在回流焊中使用惰性氣體保護,已有較久歷史了,並已得到較大範圍的應用,一般都是選擇氮氣保護。
氮氣回流焊有以下優點:
1)防止並減少氧化。
2)提高焊接潤濕力,加快潤濕速度;
3)減少錫球的產生,避免橋接,得到較好的焊接質量,特別重要的是,可以使
用更低活性助焊劑的錫膏。
4)也能提高焊點的性能,減少基材的變。
第二部分無鉛焊爐用氮氣配置
焊接用氮氣相關規格對於每台焊接爐的氮氣流量,我們通常這樣配置:回流焊接爐:15-25 m3/h
波峰焊接爐:15-18 m3/h
另外有些特殊規格按實際流量計算。
氮氣純度:>=99.99%
氮氣壓力:0.4Mpa—0.6Mpa型采
氮氣露點:-40℃—-60℃
焊接用氮氣來源和方式氮氣源的供應要考慮實際生產量而定,對於小批量生產,而且不間斷更換生產線的企業,可以採用罐裝液氮作為發生器,反之就要採用氮氣發生器來提供氮
工业盐水氣。當氮氣使用量很大,而且需要貨源非常穩定時,運用PSA技術製取氮氣的現場發生器就更為安全穩定經濟使用了,所以大批量生產一般不推薦採用罐裝液氮。可根據實際生產量靈活搭配,生產柔性系數大,對於小批量,間斷性生產採用罐裝液氮較為合適。使用液氮其缺點也是很明顯的,需要停機進行氮氣源更換,壓力不穩,使用到最後壓力不足,氧含量會隨之升高,而現場製取氮氣裝置卻可以完全避免以上缺點。對於一個企業來講,怎樣進行決策,應該根據實際的生產量、生活長期性等因素來決定,擇優選擇。兩種供氮方式成本分析資本估算是可以量化的,而在具體的生產中,實際資本投入一般要大於上述估算值。為了比較兩種氮氣供應系統的優缺點,暫不考慮不可量化因素。假設一電子組裝廠現有生產線15,要進行無鉛流焊生產工藝,下面對其?生產線改造投資成本進行簡單的估算
(1)生產時氧含量控制在1 000×10-6左右,每台再流焊設備每小時消耗氮氣25m3,則15線每小時共需要消耗氮氣375m3。氮氣供氣方式採用"一拖三",介面接口壓力取0.6MPa,氮氣源所需純度為99.999%。所需氮氣發生器共5套,每套設備價格約45萬元,則氮氣發生器設備投入成本:M1=45×5=225(萬元)
(2)氮氣?生器每小時耗電量為55kW,攝被服役期按照30 000h(十年)計算,工業用電按照0.6元/度計算,則服役期內工業用電費用:
M2=5×55×30000×0.6=49.5(萬元)
(3)假設每年使用一套消耗品,那麼服役期內所需消耗品總費用為:
M3=0.5×(5×5-5×1)=10(萬元)
(4)占地費用暫不考慮,則無鉛氮氣保護再流焊氮氣總資本投入:
M=M1+M2+M3=225+49.5+10=284.5(萬元)
(5)每台爐子每小時消耗氮氣成本:M=284.5÷(30000×15)約6.3(元/h)如果使用罐裝液氮,每台爐子每小時消耗氮氣25m3,15套爐子每小時消耗氮氣375m3,每立方液氮可汽化為643 m3氮氣,,則每立方液氮可以供應生產時間約為:T=VA/VN=643÷375約1.7(小時)每台爐子每小時的成本消耗為:M7=1000÷(1.7×15)?39.2(元/小時)則每年15套爐子可節約成本=(39.2-6.3)×15×3000=148(萬元)焊接用制氮機配置方式採用制氮機供氣,一般?行"一拖三"(即一台制氮機供三台爐子)。
使用時要考慮到留有10—15%的餘量。如果一台爐子耗氮量為30m3/h,那麼制氮機的流量應為30×3×1.15=103.5m3/h。由於氮氣流量與純度成反比,考慮實施"一拖幾"的時候,並非拖的越多越好,一般選擇"一拖二"、"一拖三"、"一拖四"。另外考慮到降低風險系數,盡可能採用制氮機組,防止出現故障。概說:
液氮是隋性且無無味,不具腐蝕性,非可燃性非常地冷的液體,氮氣是隋性氣體,除非是加熱至很高的溫度時和金屬結合形成氮化物,和氧結合形成氮氧化物,經觸媒的作用和氫氣結合形成氨。

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