Impacto do azoto no processo de soldadura reflow

Abstract

Atualmente as empresas têm de estar organizadas para reagir rapidamente a mudanças estruturais pois cada vez mais os desafios competitivos derivam dos requisitos de qualidade dos produtos, estando estes intimamente associados a práticas internas de melhoria contínua no seio das organizações. Com o advento da Diretiva RoHS em 2006, que impõe aos estados membros da União Europeia a adoção de um comportamento alinhado com as necessidades de proteção do meio ambiente, surge a necessidade da aplicação de azoto durante o processo de soldadura por reflow. A Diretiva RoHS identifica o chumbo como um elemento nocivo ao meio ambiente, emergindo assim as pastas Lead-Free que impõem a utilização de azoto durante o processo de reflow como forma de evitar reações químicas nocivas à qualidade da soldadura. Apesar do azoto ser um gás comum encontrado na atmosfera, com cerca de 78 % do ar que respiramos a consistir em azoto, a utilização deste gás na indústria eletrónica é dispendiosa, emergindo assim a necessidade interna de avaliar a necessidade do azoto no processo de soldadura por reflow. Para a execução deste projeto delineou-se um estudo detalhado de cada uma das variáveis do processo e criou-se um DOE usando um optimizador de resposta, de forma a maximizar o output do processo, tendo em conta os critérios de inspeção das normas IPC A-610. Deste modo, estabeleceram-se os parâmetros do processo para cada um dos fatores e as suas tolerâncias, podendo sempre verificar-se o potencial impacto na qualidade. Com a realização dos desenhos de experiência definidos, e com o contributo de uma equipa multidisciplinar da Delphi, foram alcançados os objetivos traçados para a realização deste projeto na empresa em questão sem se verificar qualquer impacto na qualidade. O consumo médio diário de azoto teve uma redução de sensivelmente 30%, refletindo-se assim, na diminuição dos custos de produção, tornando a empresa mais competitiva no mercado.

Currently companies have to be organized to respond quickly to structural changes as more and more competitive challenges derived from the product quality requirements, and these are closely associated with the internal practices of continuous improvement within organizations. With the advent of RoHS Directive in 2006, which requires EU member states to adopt a behavior aligned with the environmental protection requirements, the need arises to apply nitrogen during the convection soldering process. The RoHS Directive identifies lead as a harmful element to the environment, therefore emerges the Lead-Free solders paste that make the use of nitrogen during the reflow process necessary to avoid risky chemical reactions to soldering quality. Although nitrogen is a common gas found in the atmosphere, about 78% of the air we breathe consists in nitrogen, the use of this gas in electronics industry is expensive, thus emerges the need to assess the impact of nitrogen in the reflow soldering process. For the implementation of this detailed study, was outlined a design with controllable process variables and created a DOE using a response optimizer, to maximize the output of the process, taking into account the inspection criteria of IPC A-610 standards. Thus, it was established the process window for each one of the factors and their tolerances with possibility to check the potential impact on quality. With the achievement of the defined design of experiments, and with input from a multidisciplinary team of Delphi, the objectives set for the conclusion of this project succeeded without any impact on quality. The daily average consumption of nitrogen decreased around 30%, reflecting thus the reduction of the monthly production costs, making the company more competitive in the market.