Применение азотных генераторов в производстве электроники

Азот – один из самых распространенных химических элементов и по совместительству газ, широко применяющийся в различных отраслях производства, в том числе в электронной промышленности. Благодаря своей низкой химической активности он используется как инертная среда для множества технологических процессов. Его получение осуществляется с помощью промышленных генераторов азота – о принципе их работы, вариантах конструкции и применении в электронном производстве и пойдет речь в данной статье.

Зачем нужны азотные генераторы в производстве электроники?

Электронная промышленность задействует генераторы азота в различных технологических процессах.

В пайке компонентов. Пайка представляет собой процесс, проходящий при высоких температурах. Нагревание самой платы, электронных компонентов и припоя при их контакте с воздухом вызывает окисление металла. Оно, в свою очередь, негативно сказывается на качестве пайки – оксидные пленки, образующиеся на контактных поверхностях, ухудшают их смачиваемость расплавленным припоем, снижают электропроводимость. Кроме того, воздух, попавший в расплавленный припой, изменяет его состав и ухудшает механические и электрические свойства паяного соединения, способствуя образованию перемычек, пустот, шлама и т. д. Чтобы избежать таких проблем, пайку на промышленных предприятиях выполняют в инертной среде, в роли которой чаще всего выступает азот. Этот газ не только исключает контакт с кислородом воздуха, но и сам практически не взаимодействует с материалами плат, электронных компонентов и припоя. Тем самым он значительно улучшает качество пайки и характеристики паяного соединения.

Производство полупроводников. Основой всей электронной промышленности являются кристаллы кремния, из которого изготавливаются корпуса электронных компонентов, а также солнечные батареи (фотоэлектрические преобразователи) и многие другие устройства. Процесс их производства заключается в осаждении паров кремниевых соединений, при котором образуются тонкие слои. При этом на их поверхности остаются «осколочные» молекулу, которые ухудшают качество изделий. Для их удаления камеры, в которых происходит наращивание кремниевых кристаллов, продуваются потоком трехфтористого азота. Аналогично этот газ применяется и при производстве кристаллов германия – другого важного компонента электронной промышленности.

Лазерная резка материалов. Резка лазером широко используется в электронной промышленности при изготовлении полупроводников, печатных плат, а также в маркировке продукции. Поверхность, на которую попадает лазерный луч, сильно нагревается, что может вызвать ее деформацию, окисление, расслоение и другие негативные изменения. Для исключения таких последствий область обработки дополнительно обдувается низкоактивным азотом.

Охлаждение. Азот, доведенный до температуры сжижения, представляет собой оптимальный хладагент. Он широко применяется для охлаждения оборудования и изготавливаемой продукции в электронной промышленности. В этом качестве он значительно превосходит другие хладагенты благодаря своей экологичности и дешевизне производства.

Как работают генераторы чистого азота?

Азот, используемый в электронной промышленности, может поставляться на предприятие тремя основными способами:

• Из газовой магистрали – такая возможность есть только на крупных предприятиях, имеющих соответствующую трубопроводную инфраструктуру.
• Из баллонов – в этом случае предприятие постоянно зависит от производителей и поставщиков азота, кроме того, оно должно создать условия для его хранения;
• Из генераторов чистого азота – это оптимальный вариант, обеспечивающий независимость от внешних поставщиков, непрерывность технологического процесса и снижающий затраты на хранение газа.

Азотный генератор – это установка по получению чистого азота из воздуха (где концентрация газа достигает 78%) методом селективной (выборочной) адсорбции или продавливания через мембрану. Но наиболее распространенными является принцип адсорбции, а его работа заключается в следующем:

• Воздух поступает в ресивер, где осуществляется его сжатие и предварительная очистка от загрязнений (пыли и посторонних газов);
• Далее сжатая и очищенная воздушная смесь подается в первую адсорбционную колонну, наполненную поглотителем на основе углеродных молекулярных сит. За счет разницы в размерах молекул кислород и углекислый газ поглощаются, а отделившийся в результате этого азот проходит сквозь сито в ресивер;
• В ресивере очищенный азот дополнительно сжимается, окончательно фильтруется от загрязнений и поступает в трубопровод, ведущий к потребителям.

В большинстве азотных генераторов присутствуют две адсорбционные колонны. Это необходимо для того, чтобы периодически менять их в процессе очистки азота для восстановления поглотителя. Этот процесс происходит автоматически и контролируется системой управления генератора.

Адсорбционные установки для получения промышленного азота имеют ряд преимуществ:

• Простота конструкции, упрощающая обслуживание генераторов и получение очищенного газа;
• Сравнительно компактные размеры, позволяющие сэкономить полезное пространство на предприятии;
• Быстрое производство газа в достаточных для производственных нужд количествах;
• Низкое энергопотребление, повышающее рентабельность производства;
• Возможность варьировать степень чистоты азота в зависимости от производственных требований;
• Высокая степень автоматизации и, следовательно, гарантированное качество газа на выходе.

На сайте компании «Ассемрус» представлены промышленные генераторы азота китайской марки Gaset. Они отличаются полной автоматизацией технологического процесса, многоуровневой системой контроля качества газа на выходе, высокой производительностью и другими преимуществами. Вы можете заказать их на нашем сайте, а также получить от специалистов «Ассемрус» профессиональную консультацию по поводу их использования и обслуживания.