Productronic - Stickstofferzeugung für die Elektronikfertigung

Artikel Productronic 12/2018

Generator für hohe Stickstoff-Reinheit

Stickstoff für die Produktion elektronischer Baugruppen vor Ort selbst herzustellen, das hat ein Elektronikfertiger und Kunde von Inmatec Gase Technologie mit einem Generator der Serie IMT PN PAN ausprobiert. Clever, denn mit dem Generator vor Ort ist nicht nur die Menge entsprechend des Bedarfs variabel steuerbar, sondern auch die Reinheit des Stickstoffs. Die Firma produziert nun mit einem validierten Verfahren bei einer Stickstoffreinheit von 4.0 statt branchenüblichen 5.0 – und das bei ungemindert hoher Qualität und der Einsparung signifikanter Kosten.

Das Unternehmen evaluierte verschiedene Möglichkeiten, die Versorgung mit Stickstoff sicherzustellen. Die Belieferung mit Stickstoff wurde schließlich aufgrund zu hoher Kosten ausgeschlossen. Mit dem Einsatz eines Stickstoffgenerators der Serie IMT PN PAN von Inmatec konnte das Unternehmen das Ziel verwirklichen, flexibel in der Bereitstellung von Stickstoff für den Produktionsprozess zu werden und gleichzeitig Kosten zu sparen. Der neue Generator ermöglichte es sowohl die produzierte Menge als auch die Stickstoffreinheit zu variieren.

Die Firma sammelte so mit Hilfe des Generators wertvolle Erfahrung im Umgang mit Stickstoff für die Produktion und so zeigte sich, dass Wellenlöten auch mit einer Reinheit von 4.0 ohne Qualitätseinbußen durchführbar ist. Branchenüblich ist die Verwendung von 5.0. Das spart dem Unternehmen hohe laufende Kosten. Folglich veranlasste das Unternehmen bei einem anstehenden Update der Produktionsstätte die 4.0 Zertifizierung von zwei neuen Volltunnel-Wellenlötanlagen durch den Hersteller auf Basis eines detaillierten Pflichtenhefts. Laut Inmatec stellt dies ein Novum in der Branche dar. Inzwischen sind alle Wellenlötsysteme des Kunden für eine Stickstoffreinheit von 4.0 zertifiziert. Das bedeutet, dass die Stickstoffreinheit nun bei 99,99 Prozent statt bei 99,999 Prozent im Produktionsprozess liegt.

Hochreiner Stickstoff jederzeit

Zur Erzeugung des Stickstoffs und die Anpassung an die neuen Kapazitäten setzt die Firma nun bereits die dritte Generation von Stickstoffgeneratoren von Inmatec ein. Die Anlagen aus der Serie IMT PN PAN generieren Stickstoff indem saubere Druckluft Adsorptionsbehälter durchströmt, die mit einem Kohlenstoff-Molekularsieb gefüllt sind. In diesem PSA- oder Druckwechselverfahren bindet die hochwertige Aktivkohle Sauerstoff- und Kohlendioxidmoleküle, während die freien Stickstoffmoleküle in den Produkttank strömen. Die PAN-Technologie (Power as needed) ermöglicht darüber hinaus eine verbrauchsabhängige und energieoptimierte Versorgung mit hochreinem Stickstoff. Laut den Aussagen der Produktionsleiters passen sich die Stickstoffgeneratoren von Inmatec automatisch an die Produktionsprozesse an und liefern exakt die benötigte Menge an Stickstoff in der gewünschten Reinheit. So steht der Produktion auf der einen Seite in Produktions-Peaks stets genügend Stickstoff zur Verfügung. Auf der anderen Seite spart das Unternehmen Stickstoff ein, wenn die Produktion nicht voll ausgelastet ist. Das hilft der Firma dabei, Produktionskosten in einem signifikanten Umfang zu sparen. Elektronische Baugruppen werden mit dem Wellenlötverfahren hergestellt.

Die Verwendung von Stickstoff als Schutzgas ist dabei unerlässlich, um qualitativ hochwertige Lötverbindungen herzustellen. Der Stickstoff bietet eine geeignete Umgebung zur Vermeidung von Oxidation und hilft dabei, nachteilige Einflüsse von Sauerstoff auf den Lötprozess zu verhindern. So wird unter anderem die Krätzebildung unterdrückt sowie der Lot- und Flussmittelverbrauch gesenkt. Das Ergebnis ist die Verbesserung der Lötqualität und die Reduktion von Nacharbeit und Reparaturen.
Der Kunde mit Sitz in Österreich wendet als Hersteller elektronischer Komponentenlösungen in der Lichtindustrie das Wellenlötverfahren an. Das Portfolio der Firma umfasst u.a. LED-Lichtquellen, elektronische Betriebsgeräte und digitale Lichtsteuerungssysteme. Seit der Einführung der EU-Richtlinie zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten (RoHS) setzt die Firma nur noch bleifreie Lote ein und verwendet Stickstoff als Schutzgas im Produktionsprozess, was zuvor nicht notwendig war.

published in Productronic 12/18