SMT高純度制氮機

近幾年來，隨著對焊接產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，同時**對環(huán)境保護(hù)的要求也越來越高，無鉛化焊接已經(jīng)廣泛普及應(yīng)用，惰性氮氣焊接在提高產(chǎn)品的質(zhì)量上受到人們的青睞。雖然，選購氮氣氛需要花費一定的資金，但比起環(huán)保要求以及因焊缺陷帶來的返修成本要低得多。為此，惰性氮氣氛在SMT的焊接中的作用越來越受到人們的重視，并將逐漸被人們接受和廣泛應(yīng)用。不過，氮氣的使用成本除了在很大程度上取決于流動速率、操作小時數(shù)和回焊爐的結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)工藝外，氮氣源的選擇更為重要。

1、氮氣的來源主要有兩種：液態(tài)罐裝氮（深冷空分），用制氮機產(chǎn)生氮氣(直接從空氣總提取氮氣，非深冷空分)。
液態(tài)罐裝氮(一噸的液氮相當(dāng)于常溫常壓下799m3的氮氣，一般損失為5%)：
用大型制氮設(shè)備制造出氣態(tài)氮氣，然后經(jīng)過超高壓、超低溫處理(通常是：500Mpa，1800C)，使它轉(zhuǎn)化成液氮。我們使用(就是往設(shè)備中輸入氮氣)的是氣態(tài)氮。所以在用液氮前必需有一個氣化的過程，這通過汽化器來實現(xiàn)：減壓、升溫。一般情況下，汽化后氮氣溫度能達(dá)到常溫。液氮儲罐要單獨購置或者租賃，投資大，使用成本很高。

2、制氮機有兩種：膜分離制氮機，PSA制氮機：
膜分離制氮機：產(chǎn)出的氮氣純度可達(dá)到99.9％或氧含量<＝1000ppm，優(yōu)點是：啟動快2~3分鐘就可生產(chǎn)出合格氮氣，可隨時開停，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，氮氣純度波動小，維護(hù)量小，維修簡單；

缺點：投資及維護(hù)成本高,需加入進(jìn)入空氣耗能高。

    PSA制氮機：采用碳分子篩(Carbor  Molecule Sieve)為吸附劑，利用變壓吸附(Pressure Swing Adsorbtion)工藝,直接生產(chǎn)出氮氣純度為99.99％或氧含量<＝100ppm)的氮氣充入設(shè)備。

優(yōu)點: 可24小時連續(xù)運轉(zhuǎn)產(chǎn)出純度穩(wěn)定的氮氣 , 無須專人看顧

3、現(xiàn)場制氮機在SMT行業(yè)中的實際使用案例
制氮機系統(tǒng)在SMT行業(yè)中的實際應(yīng)用：
選用現(xiàn)場PSA制氮機*先要考慮的是用氣量和氮氣純度：
l、單位時間的耗氣量(通常以每小時多少立方米計算)：不同*牌、不同型號的爐子耗氣量不同，輸入PCB的尺寸不同耗氣量也不同，鏈條轉(zhuǎn)動的速度不同耗氣量也不一樣，所以確切的耗氣量要以現(xiàn)場實驗為依據(jù)，富士康集團每臺爐子的氮氣使用量為 20m3/h 
2、氮氣的純度(多少個九，或氧含量的ppm值)；先確定爐子中的氮氣純度，再確定制氮機出口純度。氧化反應(yīng)的充要條件是氧分子的存在，同樣條件下氧含量越高，氧化反應(yīng)越激烈；反之氧含量越低，氧化反應(yīng)越微弱。當(dāng)然氮氣純度越高越好，但應(yīng)考慮投資成本與產(chǎn)品的不良率和返工量的平衡。目前大多數(shù)的電子廠商都選擇：99.99％或氧含量l00ppm，也有選擇：99.9％或氧含量1000ppm，少數(shù)選擇：99.999％或氧含量10ppm。所以確切的純度應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的檔次、允許的不良率、公司政策、產(chǎn)品對浸潤性的要求等因素決定。確定了爐子中的氮氣純度后，再確定制氮機出口純度；通常制氮機不與SMT生產(chǎn)線一起放在車間里，而是放在屋頂，或車間外，通過管道輸入爐子，之間有很多個連接口，很有可能造成氮氣純度下降，所以制氮機的出口純度也要有余額。富士康集團使用的純度為99.99%制氮機，出口氧含量<＝100ppm。
下面以一套純度為99.99%，產(chǎn)氣量為20m3/Hr 的氮氣發(fā)生機用于一條SMT生產(chǎn)線，作出簡要經(jīng)濟性分析與比較如下：
1、液氮使用成本
市場上的液氮約為1200元/噸，一噸液氮可氣化成純度為99.99%，780m3的氣態(tài)氮，所以購買1m3的氮氣價格是1.4元。如果加上液氮儲罐的租金、汽化器的購置費、每年人工的費用等，使用1m3氮氣的成本接近1.6元。
2、PSA制氮機的使用成本
現(xiàn)場PSA制氮機的使用成本主要是電能的消耗，電能的消耗主要來自以下幾個方面：
空壓機：空壓機的額定功率為22kw（已考慮余量）,因為在系統(tǒng)選型時就考慮到空壓機的卸載和適當(dāng)?shù)膲嚎s空氣余量，所以空壓機的實際消耗功率約為額定功率的80%左右，即為：17.6kw左右。電費按0.6元計算，一年的平均運行時間為8000小時，每年電費總計為17.6×8000×0.6=84480元。
冷凍干燥機：冷凍干燥機的額定功率為1kw.。冷干機的電費總計為 1×8000×0.6=4800元。
制氮機：制氮機的原料是壓縮空氣，而制氮機本身基本不耗電，其主要是儀表用電，額定功率大約為0.4kw。
每年電費總計0.4×8000×0.6=1920元。
人工費：因設(shè)備無須專人職守，所以該套制氣設(shè)備在計算運行成本時,可忽略不計。
設(shè)備折舊費：設(shè)備投資按20萬元計算，每年折舊2萬元。
單位立方氮氣成本為(8.5+0.48+0.2+2)÷(20×8000)=0.7元
兩種用氮方式每年差價為