L’industria dell’assemblaggio di componenti elettroniche è alla continua ricerca di modi per ridurre i costi di processo e, allo stesso tempo, soddisfare la domanda di maggiori rese e minori difettosità che viene dai clienti finali.

A questo proposito, già da tempo diverse aziende che eseguono l’assemblaggio di schede elettroniche per conto proprio o per conto terzi utilizzano gas industriali, principalmente azoto, per raggiungere questi obiettivi.

La principale applicazione dei gas in tal senso è l’utilizzo di atmosfere inerti nei processi di saldobrasatura, ottenute sostituendo l’ossigeno atmosferico con un gas inerte quale l’azoto.

Operando in questo modo è possibile ottenere, intorno alla zona di saldobrasatura, ridottissime concentrazioni di ossigeno residuo, con conseguenti notevoli vantaggi soprattutto in termini di qualità del manufatto e riduzione dei costi di esercizio.

Azoto nel processo SMD

Il difetto più diffuso nella tecnologia di assemblaggio SMD (Surface Mounted Device) è il disallineamento dei componenti sulle piazzole o pad a causa di un’insufficiente tensione superficiale.

Quest’ultima, a sua volta, può essere causata dall’ossigeno presente nell’aria atmosferica: l’ossigeno determina la formazione di ossidi sulla superficie dei giunti e della lega saldante, i quali impediscono una efficace connessione e creano composti inter metallici che rendono meno tenaci le giunzioni. Inoltre l’ossigeno favorisce il fenomeno del “dewetting”.

Nella tecnologia SMD, l’impiego di azoto ad elevata purezza in sostituzione all’ossigeno atmosferico consente di evitare gli effetti negativi sopra descritti, ottenendo notevoli vantaggi, tra cui soprattutto:

• giunzioni robuste e consistenti, con conseguenti minori rilavorazioni.
• una riduzione dei residui fino al 66%, a seconda delle differenti paste impiegate.

Azoto nel processo THT

Nel caso della tecnologia THT (Trough Hole Technology), il difetto più diffuso consiste nella mancata o parziale risalita della lega nei fori.

Anche in questo caso, l’impiego di azoto in sostituzione all’ossigeno atmosferico porta a rilevanti vantaggi, tra cui:

• una riduzione degli ossidi metallici.
• una minore difettosità (soprattutto su spessori piccoli).
• la riduzione del flussante spray fino al 60%.
• una minore manutenzione dei componenti della saldatrice.
• giunzioni più brillanti.
• una riduzione delle scorie fino all’80% e quindi minori regolazioni della pompa di ricircolo.

Altri impieghi dei gas nell’industria della componentistica elettronica

Condizionamento dei componenti

Molti dei componenti usati nell’industria elettronica possono essere posti in appositi armadi dove viene fatto flussare dell’azoto.

In questo caso, la funzione del gas è quella di eliminare umidità, rimuovere dalla superficie particelle di ossigeno ed aumentare la saldabilità.

Test per ambiente a basse temperature

Per testare le schede elettroniche assemblate che devono resistere a basse temperature oppure che vengono sottoposte ad ampie fluttuazioni di temperatura, vengono spesso utilizzate delle camere in cui viene iniettato azoto liquido o anidride carbonica liquida. Il cosiddetto “crio-testing” viene inoltre utilizzato per verificare l’affidabilità di lungo periodo del componente assemblato, testando i differenti coefficienti di espansione termica dei vari componenti.