Czy w procesie conformal coatingu potrzebujemy azotu?

Jedna z firm stosująca azot w procesie conformal coatingu rozważała rezygnację z jego stosowania ze względów ekonomicznych i zadała pytanie na popularnym blogu o zalety i wady stosowania azotu.

Jedna z odpowiedzi została zaprezentowana przez członków zespołu Coating Applications Team z Nordson Asymtek, którzy wskazują na zasadniczy cel stosowania azotu w procesie zabezpieczania płytek. Azot jest mianowicie najczęściej używany do zwiększania ciśnienia w zbiornikach materiałów stosowanych w procesie lakierowania, gdyż materiały te są zwykle wrażliwe na wilgoć, a powietrze standardowo rozprowadzane w zakładach produkcyjnych nie jest wystarczająco suche. Poziom wrażliwości na wilgoć różni się w zależności od konkretnego materiału, a ponadto poziom wilgotności powietrza w poszczególnych zakładach także się różni. W przypadku płynów szczególnie wrażliwych na wilgoć, użycie wilgotnego powietrza może powodować ich gromadzenie się w przewodach doprowadzających materiały do powlekania w stanie płynnym. Ich nagromadzenie z kolei powoduje zmniejszanie się przepływu i wprowadza zżelowane frakcje  materiału, które mogą dostać się do aplikatora i go zatkać. Im bardziej materiał jest wrażliwy na wilgoć, tym konsekwencje są bardziej znaczące. Przykładowo w przypadku silikonów RTV, nawet  minimalna ilości wilgoci wystarcza do zainicjowania procesu utwardzania, a zatem muszą koniecznie pozostać całkowicie wolne od wilgoci przed aplikacją.

Azot jest zazwyczaj całkowicie pozbawiony wilgoci i zapewnia pewne rozwiązanie w takich sytuacjach. Alternatywą jest zastosowanie filtrów wysuszających powietrze, jednak zazwyczaj nie jest to tak skuteczne, jak użycie suchego azotu. Inną alternatywą jest również zastosowanie przez dostawcę materiałów zabezpieczających hermetyczne zapakowanych worków (tzw. bladder-bags), eliminując bezpośredni kontakt z potencjalnie wilgotnym powietrzem. Osobnym pytaniem jest jednak, czy urządzenia do conformal coatingu są przystosowane to zastosowania tego typu worków.

Poza opisaną wyżej zaletą azotu jako perfekcyjnie suchego medium, inni specjaliści zwracają też uwagę na fakt, jeśli filtry nie są należycie konserwowane, dostarczane w zakładzie sprężone powietrze może zawierać cząstki olejów. W takich przypadkach specjaliści proponują wykorzystanie sprężonego powietrza z butli zamiast z zakładowej instalacji.

Z drugiej jednak strony, koszt azotu jest znacznie wyższy niż sprężonego powietrza i należy rozważyć, czy jest on niższy niż ewentualne koszty przeróbek czy awarii. Koszty zużycia azotu z kolei można obniżyć poprzez zastosowanie generatorów samodzielnie produkujących azot.

Natomiast Lee Wilmot z TTM Technologies wskazuje, iż azot może być przydatny na dalszych etapach lakierowania: ‘Powłoki konformalne to zasadniczo żywica rozpuszczona w rozpuszczalniku, który w większości przypadków jest łatwopalny. Po nałożeniu warstwy zabezpieczającej przepływ gazu - powietrza lub azotu - jest niezbędny do odprowadzenia oparów rozpuszczalnika z kabiny natryskowej. Jeżeli używanym gazem jest powietrze, przepływ powietrza musi być wystarczający, aby utrzymać stężenie oparów rozpuszczalnika poniżej wartości LFL (Lower Flammability Limit, dolna granica palności). Używanie azotu jako medium odprowadzającego łatwopalne opary nie wymaga tak dużego przepływu, ponieważ w strumieniu gazu nie ma tlenu. W związku z tym LFL, znany również jako LEL (Lower Explosive Limit, dolna granica wybuchowości) nie ma zastosowania w przypadku azotu'.

Z kolei Marc Peo, prezes Heller Industries Inc., wskazuje na pewien szczegół z własnego podwórka. Zwraca on mianowicie uwagę na konieczność ponownego sprawdzenia profilu termicznego pieca stosowanego do utwardzania materiałów zabezpieczających. Jego zdaniem niektóre piece mają inną wydajność cieplną podczas pracy z azotem i z powietrzem. Z tego powodu rekomendowane jest przepuszczenie testowego PCB z profilomierzem, aby upewnić się, czy otrzymuje się taką samą temperaturę na poziomie płytki z i bez użycia azotu.