电子行业SMT制氮机|波峰焊|回流焊

氮气回流焊是在回流焊炉膛内充氮气，为了阻断回流焊炉内有空气进入防止回流焊接中的元件脚氧化。氮气回流焊的使用主要是为了增强焊接质量，使焊接发生在氧含量极少(100PPM)以下的环境下，可避免元件的氧化问题。因此氮气回流焊的主要问题是保证氧气含量越低越好。

　　随着组装密度的提高，间距(Fine pitch)组装技术的出现，产生了充氮回流焊工艺和设备，改善了回流焊的质量和成品率，已成为回流焊的发展方向。SMT制氮机氮气回流焊有以下优点：

　　(1)防止减少氧化

　　(2)提高焊接润湿力，加快润湿速度

　　(3)减少锡球的产生，避免桥接，得到较好的焊接质量

　　特别重要的是，可以使用更低活性助焊剂的锡膏，同时也能提高焊点的性能，减少基材的变色，但是它的缺点是成本明显的增加，这个增加的成本随氮气的用量而增加，当你需要炉内达到1000ppm含氧量与50ppm含氧量，一般氮气含量测试是由配套的在线式氧含量分析仪，氧含量测试原理是由氧含量分析仪先连接通过氮气回流焊的采集点，再采集气体，经过含氧量分析仪测验分析出含氧量数值得出氮气含量纯度范围。

　　氮气回流焊气体采集点至少有一个，的氮气回流焊气体采集点有三个以上，焊接产品的要求不同对氮气的需求是有天壤之别的。现在的锡膏制造厂商都在致力于开发在较高含氧量的气氛中就能进行良好的焊接的免洗焊膏，这样就可以减少氮气的消耗。

　　对于回流焊中引入氮气，进行成本收益分析，它的收益包括产品的良率，品质的改善，返工或维修费的降低等等，完整无误的分析往往会揭示氮气引入并没有增加终成本，相反，我们却能从中收益,目前常见的有液氮，还有制氮机，氮气选择也比较灵活了。

　　氮气炉中氧含量到底多少PPM合适?

　　查过有关文献1000PPM以下浸润性会很好，表示的1000-2000PPM是常用的，可是实际使用过程中大部分使用99.99%即100PPM的氮气，甚至有99.999%即10PPM，而有的客户竟然在用98%的氮气即20000PPM。

　　另一说法OSP制程，双面焊，有PTH 时应在500PPM以下，同时表示立碑增多，是印刷精度不高，造成的。

　　在目前所使用的大多数炉子都是强制热风循环型的，在这种炉子中控制氮气的消耗不是容易的事。有几种方法来减少氮气的消耗量，减少炉子进出口的开口面积，很重要的一点就是要用隔板，卷帘或类似的装置来阻挡没有用到的那部分进出口的空间，另外一种方式是利用热的氮气层比空气轻且不易混合的原理，在设计炉的时候就使得加热腔比进出口都高，这样加热腔内形成自然氮气层，减少了氮气的补偿量并维护在要求的纯度上。

　　双面回流焊双面PCB已经相当普及，并在逐渐变得复那时起来，它得以如此普及，主要原因是它给设计者提供了极为良好的弹性空间，从而设计出更为小巧，紧凑的低成本的产品。到今天为止，双面板一般都有通过回流焊接上面(元件面)，然后通过波峰焊来焊接下面(引脚面)。

　　目前的一个趋势倾向于双面回流焊，但是这个工艺制程仍存在一些问题。大板的底部元件可能会在第二次回流焊过程中掉落，或者底部焊接点的部分熔融而造成焊点的可靠性问题。已经发现有几种方法来实现双面回流焊：一种是用胶来粘住第一面元件，那当它被翻过来第二次进入回流焊时元件就会固定在位置上而不会掉落，这个方法很常用，但是需要额外的设备和操作步骤，也就增加了成本。第二种是应用不同熔点的焊锡合金，在做第一面是用较高熔点的合金而在做第二面时用低熔点的合金，这种方法的问题是低熔点合金选择可能受到终产品的工作温度的限制，而高熔点的合金则势必要提高回流焊的温度，那就可能会对元件与PCB本身造成损伤。

　　对于大多数元件，熔接点熔锡表面张力足够抓住底部元件话形成高可靠性的焊点，元件重量与引脚面积之比是用来衡量是否能进行这种成功焊接一个标准，通常在设计时会使用30g/in2这个标准，第三种是在炉子低部吹冷风的方法，这样可以维持PCB底部焊点温度在第二次回流焊中低于熔点。但是潜在的问题是由于上下面温差的产生，造成内应力产生，需要用有效的手段和过程来应力，提高可靠性。以上这些制程问题都不是很简单的。但是它们正在被成功解决之中。勿容置疑，在未来的几年，双面板会断续在数量上和复杂性性上有很大发展

一.SMT制氮机

SMT制氮设备，是赛普公司在一般通用制氮设备的基础上，结合SMT行业中无铅焊接的工艺特点研制而成的配套供氮装置。它的纯度一般在99.9%～99.999%之间，每台焊接炉配套的制氮设备流量一般为10～30Nm3/hr（特殊规格按实际流量计算），露点为-40℃～-60℃，氮气压力约为0.5-0.6MPa。SMT制氮设备性能稳定，操作简便，维护容易，且占地面积小，外型美观，有效地降低了广大用户的使用成本。

二、产品优势

1、为什么要导入无铅焊接

    铅是一种有毒的重金属，人体过量吸收铅会引起中毒，摄入低量的铅则可能对人的智力、神经系统和生殖系统造成影响。电子装联行业每年要消耗大约60000吨左右的焊料，而且还在逐年增加，由此形成的含铅盐的工业渣滓严重污染环境，因此减少铅的使用已成为全关注的焦点。欧洲、日本、韩国等许多大公司正在大力加速无铅替代合金的开发，并已规划在2002年开始在电子产品装配中逐步减少铅的使用。（传统的焊料成份含有63Sn/37Pb，在目前的电子装联行业，铅被广泛使用）。欧盟组织2006年开始导入无铅工艺，7月1日起禁止电子产品含铅。电子整机行业的无铅化技术发展是国际信息产业工业发展的必然趋势，我国信息产业部也要求在2006年7月1日前，实现电子信息产品的无铅化。

2、导入无铅工艺为什么要用氮气

    无铅化对回流焊等设备提出了许多新的要求，主要包括：更高的加热能力、空载和负载状态下的热稳定性、适合高温工作的材料、良好的热绝缘、优良的均温性，氮气防漏能力、温度曲线的灵活性、更强的冷却能力等。在工艺过程中，使用氮气氛围就可以很好地满足这些要求，避免和减少了产品在焊接过程中的产生的缺陷。

三、无铅化电子组装中对于氮气的使用有以下几个需要：

1） 满足欧美和日韩等客户的要求时；

    2） 使用高温焊膏或低固体、低活性（免清洗、低残留）焊膏时；

    3） 钎焊比较昂贵的集成电路元器件、小体积元器件、细间距元器件、倒装芯片和不可以反修元器件时；

    4） 多次过板组装工艺或钎焊带有OPS镀层的PCB多次回流时；

    5） 钎焊无保护膜铜焊盘或储存时间较长的电路板或可靠性时。

   在电子制造业开始无铅化生产的今天，中国电子行业无铅化也将是大势所趋，为了满足无铅标准，越来越多的制造商选用了带有氮气焊接保护的新型回流焊炉。

　　为满足SMT行业的用氮要求，赛普公司在通用制氮机基础上，结合SMT行业无铅焊的特点，特别开发了纯度在99.99%以上的SMT制氮用气解决方案，可以保证焊剂正确活化，降低部分焊剂的残余量，增强焊接质量，并使焊接表面更加美观。

四、设备特点

　　1. 一次制取高纯氮，氮气纯度可在99.99％～99.999％之间自由调节；

　　2. 制氮效率高、压缩空气能耗少，节约能源，每立方米氮所耗电能量约为0.42度；

　　3. 款式标准，增容简单，若需增加氮气产量，只需将几台制氮机并联即可；

　　4. 露点低，产品气露点≤－45℃，确保焊接质量；

　　5. 可加外框，外观整洁、美观，便于清洁管理，满足电子行业的高清洁度要求。