El papel del nitrógeno en la producción de componentes electrónicos
Simple pero indispensable
La industria de los electrónicos es una de las más dinámicas en la actualidad, cambiando constantemente, evolucionando con una rapidez histórica que se refleja tanto en sus procesos de producción como en sus productos.
El nitrógeno, siempre presente en dichos procesos, aporta algo de simpleza a todo el esquema, pero su participación es clave. Este gas inerte garantiza indirectamente la calidad y confiabilidad de los dispositivos que son hoy por hoy esenciales en nuestra vida cotidiana. Descubramos cómo y por qué resulta tan importante.
El papel del nitrógeno en la producción de componentes electrónicos
La fabricación de pequeños componentes electrónicos, como los semiconductores, los microprocesadores, y los LEDs, así como de piezas más grandes, como las Placas de Circuito Impreso (PCB, por sus siglas en inglés), es un proceso delicado en el que la presencia minúscula de algún contaminante podría arruinar una producción completa.
Como medio para contrarrestar dicha posibilidad se utiliza gas nitrógeno de alta pureza, ya que por su naturaleza inerte resulta perfecto para crear ambientes controlados en los espacios de producción, limitando la presencia de impurezas y su influencia sobre el producto terminado
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Aplicaciones particulares
Como ya lo comentamos, el papel del nitrógeno en este ámbito consiste esencialmente en producir un ambiente libre de contaminantes que afecten negativamente la calidad del producto durante su fabricación, transporte y almacenamiento. Esta función se hace patente en diversas maneras:
- Creando atmósferas controladas mientras se deponen vapores químicos reactivos, por ejemplo, producto de soldaduras.
- Previniendo la oxidación de metales durante etapas cruciales de la fabricación.
- Sirviendo de material de limpieza en la forma de chorros a alta presión disparados a los componentes y productos.
- Protegiendo estos últimos contra la humedad y otros contaminantes durante el transporte y el almacenamiento.
Nitrógeno para soldar circuitos
En la industria electrónica, la soldadura es una técnica fundamental, tanto así que sin ella no sería posible fabricar dispositivos electrónicos.
La presencia premeditada y controlada de nitrógeno durante los procesos de soldado de componentes electrónicos mejora la calidad de la soldadura y reducen la incidencia de defectos en esta, lo que se traduce directamente en un aumento de la calidad del producto resultante.
Además, el nitrógeno aumenta la tensión superficial del metal fundido por efecto físico-químico, lo que mejora el mojado en la soldadura, garantizando una cobertura más uniforme
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Tipos de soldadura de componentes electrónicos que emplean nitrógeno:
- Soldadura selectiva: en esta, la boquilla de soldar se arrastra por debajo de los pines que atraviesan la PCB, y cada componente puede recibir tiempos y temperaturas específicas en función de sus características. El gas nitrógeno hace que las uniones sean más limpias y duraderas al evitar el contacto entre estas y el oxígeno, que de otro modo las oxidaría.
- Soldadura por olas: puede completarse más rápidamente pero implica una menor selectividad en el manejo de temperaturas y tiempos. Mediante esta técnica se producen todas las uniones a la misma temperatura al pasar la PCB completa a través de un flujo de fundente, el cual se adherirá a las patillas de la placa. Para evitar oxidaciones innecesarias, aquellas placas que salen recién del baño de soldadura se las protege con inertización por nitrógeno.
- Soldadura por refusión: también conocida como soldadura de retorno, es un proceso en el que la pasta de soldar se aplica por etapas a diferentes niveles de calor o radiación infrarroja para unir uno o más componentes electrónicos a las patillas de contacto de la PCB.
- Soldadura en horno: aquí los componentes electrónicos se unen a la placa base mediante un tren continuo al vacío con atmósfera protectora de nitrógeno. Este proceso es parcialmente automatizado. De esta manera se garantizan uniones homogéneas y de una mayor tolerancia a las agresiones mecánicas potenciales.
Los beneficios del nitrógeno en la soldadura
- Reduce la oxidación del metal durante el proceso de calentamiento, cuando este es más susceptible al oxígeno y a la incidencia de otros elementos reactivos.
- Evita defectos como bolas de soldadura al procurar un mejor y más uniforme fundido del metal.
- Contribuye a un aumento de la confiabilidad de las conexiones electrónicas a largo plazo.
En la producción de LEDs
Otro componente electrónico que depende del nitrógeno durante su fabricación son los diodos emisores de luz (“LED” por sus siglas en inglés). Cuando estos son producidos en un ambiente enriquecido con nitrógeno, se logra:
- Reducir significativa de la cantidad de defectos cristalinos.
- Prevenir la contaminación de los fósforos que son sensibles al oxígeno.
- Aumentar la durabilidad y el rendimiento lumínico del producto final.
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