氮气在SMT行业的应用

SMT贴片是指以PCB为基础的一系列工艺流程的简称。PCB（Printed Circuit Board）即印刷电路板。

SMT是表面贴装技术（Surface Mounted Technology）的缩写，是电子组装行业最流行的技术和工艺。电子电路表面组装技术（Surface Mount Technology，SMT）全称为表面贴装或表面贴装技术。它是一种将无引线或短引线表面贴装元件（简称SMC/SMD，中文称为片式元件）安装在印刷电路板（PCB）或其他基材表面的方法。采用回流焊或浸焊等方法通过焊接进行组装的电路组装技术。

在SMT焊接过程中，氮气非常适合作为保护气体。主要原因是其内聚能较高，只有在高温高压（>500C，>100bar）或有能量的加入下才会发生化学反应。

制氮机是目前最适合SMT行业使用的制氮设备。氮气发生器作为现场制氮设备，全自动、无人值守，寿命长，故障率低。获取氮气非常方便，而且成本也是目前使用氮气的方法中最低的！

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在波峰焊接工艺中使用惰性气体之前，氮气已用于回流焊接。部分原因是混合IC行业长期以来在表面贴装陶瓷混合电路的回流焊接中使用氮气。当其他公司看到混合 IC 制造的好处时，他们将这一原理应用于 PCB 焊接。在这种类型的焊接中，氮气也取代了系统中的氧气。氮气可以被引入到每个区域，不仅是在回流焊区域，还可以用于冷却工艺。大多数回流焊系统现在都可以使用氮气；一些系统可以轻松升级以使用气体喷射。

在回流焊中使用氮气具有以下优点：

‧快速润湿端子及焊盘

‧可焊性变化小

‧改善助焊剂残留物及焊点表面的外观

‧快速冷却，铜不氧化

氮气作为保护气体，在焊接中的主要作用是消除焊接过程中的氧气，增加可焊性，防止再氧化。要进行可靠的焊接，除了选择合适的焊料外，一般还需要助焊剂的配合。助焊剂主要在焊接前去除SMA元件焊接部分的氧化物并防止焊接部分的再氧化，并为焊料形成良好的润湿条件，提高可焊性。。试验证明，在氮气保护下添加甲酸可以达到上述效果。采用隧道式焊接槽结构的环形氮气波峰焊机主要是隧道式焊接加工槽。上盖由多片可打开的玻璃组成，确保氧气无法进入处理槽。当焊接时引入氮气，利用保护气体和空气的不同比例，氮气会自动将空气赶出焊接区域。在焊接过程中，PCB板会不断地将氧气带入焊接区域，因此必须不断向焊接区域注入氮气，使氧气不断地从出口排出。

氮气加甲酸技术一般用于红外增强对流混合的隧道式回流焊炉。进风口和出风口一般设计为敞开式，内部有多个门帘，密封性好，可以预热和预热元件。干燥、回流焊和冷却均在隧道内完成。在这种混合气氛下，所使用的焊膏不需要含有活化剂，焊接后PCB上不会留下任何残留物。减少氧化，减少锡球的形成，且不存在桥接，对细间距器件的焊接极为有利。节省清洁设备，保护地球环境。氮气产生的额外成本很容易通过减少缺陷和劳动力需求而节省的成本来弥补。

氮气保护下的波峰焊和回流焊将成为表面组装的主流技术。环形氮气波峰焊机结合甲酸技术，环形氮气回流焊机结合极低活性焊锡膏和甲酸，可免去清洗工序。在SMT焊接技术迅速发展的今天，遇到的主要问题是如何去除氧化物，获得母材纯净的表面，并实现可靠的连接。通常，助焊剂用于去除氧化物、润湿待焊接表面、降低焊料的表面张力并防止再次氧化。但同时，助焊剂在焊接后会留下残留物，对PCB元件造成不良影响。因此，必须对电路板进行彻底的清洁。但SMD尺寸较小，非焊接件之间的间隙越来越小。彻底清洁已不再可能。更重要的是环境保护。CFCs对大气臭氧层造成破坏，必须禁止CFCs作为主要清洁剂。解决上述问题的有效途径是在电子组装领域采用免清洗技术。事实证明，在氮气中添加少量定量的甲酸HCOOH是一种有效的免清洗技术，焊接后不需要任何清洁，没有任何副作用或任何残留物的担忧。