在SMT行業(yè)中，越來越多的企業(yè)會購買模塊式氮氣發(fā)生器放在設(shè)備旁邊使用。例如上圖所示。相比較于傳統(tǒng)的制氮機（AB罐體），刨除設(shè)備的美觀與精密設(shè)備所產(chǎn)生的化學時尚的神秘性，模塊式氮氣發(fā)生器占地面積小，噪音小，避免了遠距離輸送管道焊接泄露所造成的的氮氣純度氣量不足，同時，模塊式氮氣發(fā)生器不包含壓力容器，也省去了報檢及年審。

隨著SMT行業(yè)生產(chǎn)中的認可，我們會發(fā)現(xiàn)模塊式氮氣發(fā)生器已然成為了SMT工廠焊接時不可缺少的神秘助手。

自從歐盟執(zhí)行《電器與電子設(shè)備廢料指令》(WEEE)和《電器與電子設(shè)備所含有毒物質(zhì)限制指令》(RoHS)以來，對于嚴重危害環(huán)境的有毒重金屬以及有害物質(zhì)，在電子產(chǎn)品中被嚴格限制使用，錫鉛合金焊料被禁止使用。無鉛化組裝工藝迅速發(fā)展，而今漸趨成熟且深入人心。但是無鉛焊料的潤濕性明顯要弱于傳統(tǒng)有鉛焊料并更易于氧化。如何破除氧化物，從而獲得基材的純凈表面，達到可靠的連接？

在焊接過程中焊點容易氧化，熱是氧化的催化劑，但是我們不可能在加熱過程中去掉熱，所以我們要減少氧化的其它因素——通過用惰性的氣體來取代含氧氣氛，例如用氮氣、氦氣等其他惰性氣體。在所有的惰性氣體中，氮氣是唯一廉價且方便獲取的氣體。

七十年代初氮氣就已經(jīng)應用于電子制造，直到引入了免清洗技術(shù)，因其需要在惰性氣體環(huán)境中進行焊接，氮氣的使用才得到廣泛的認可。最初，在波峰焊中使用氮氣僅僅是為了降低成本，氮氣的加入，可以減少或消除氧化渣，減少機器的保養(yǎng)，改進免清洗焊接的性能。

不同氮氣含量下純焊點外觀

在氮氣應用于波峰焊接制程之前，就一直被應用于回流焊接中。表面黏著陶瓷混合電路的回流焊中，混合IC工業(yè)長期使用氮氣，當看到混裝IC制造的效益時，便將這個原理應用到了PCB焊接中。在這種焊接中，氮氣可引入到每一一個區(qū)域，不只是在回流區(qū)，也用于制程的冷卻過程。氮氣的加入可以使端子和焊盤的潤濕(wetting)較快，改善了助焊劑殘留物和焊點表面的外觀，同時快速冷卻而沒有銅氧化。

在無鉛化電子組裝中，實施惰性氮氣保護性焊接，對于回流和波峰焊接工藝的重要性及作用，具體表現(xiàn)為以下幾個方面:

1、降低焊接過程中氧化的危害

惰性氮氣氛回流焊接，可以防止焊接過程中焊料、元器件引腳和焊盤的表面氧化;通常隨著殘留氧氣量減少液態(tài)焊料的表面張力越小，其焊接潤濕效果也更好;實踐表明，氧氣含量需低于1000ppm，比較適合回流焊接。在波峰焊接中，通過實施氮氣保護性焊接，熔融釬料氧化渣的量明顯減少;研究資料顯示，對于常用的兩種無鉛釬焊料Sn-3.0Ag-0.5Cu和Sn0.7Cu，在氧氣含量濃度降到500ppm 時，錫渣量可減少60-70 %。

2、提高焊接的潤濕性

熱風強制對流回流焊，由于助焊劑擴展率大于釬料合金擴展率，再加上其大量揮發(fā)、氧化以及熱風的吹散，不能形成致密的隔離膜起到保護熔融合金的作用。而在氮氣環(huán)境下，惰性的氮氣氣氛直接與液態(tài)焊錫表面接觸，于是焊接釬料的潤濕力增大，潤濕角減小可焊性能得到較大改善;潤濕能力的增強，可有效降低制程缺陷的發(fā)生率。

3、擴大焊接工藝窗口

在氮氣環(huán)境下（氧含量值低于1000ppm)，可以令SnAg無鉛焊料的潤濕效果與SnPb有鉛焊料相提并論不分伯仲。同時，它對于不含(Ag)銀、(In)鋼和(Bi）鉍的焊料，在相同焊接條件下可焊性能得到明顯改善;當?shù)獫舛瓤刂七m當時，甚至還可以一定程度上降低焊接峰值溫度與液相線以上時間。于是,它使得制造商在選擇器件(尤其是超細間距器件和熱敏感型器件)以及焊料輔材時有更多的余地。另外，它對于可焊性相對較差的元器件、PCB焊盤、焊錫膏以及活性較低的助焊劑，對于OSP工藝較為便宜的裸銅印制板，通孔回流焊和波峰焊的焊錫爬升效果等等，可以改善其焊接性能并擴大其制程工藝窗口。

4、改善焊點的質(zhì)量

在氮氣環(huán)境下進行焊接,可使焊接缺陷率降至最低,在相同焊接條件可降低焊點內(nèi)部空洞發(fā)生比率(參考圖14);降低焊接橋連、焊錫爬升不良和元件偏移等缺陷的發(fā)生率，并減少不良返工成本。氮氣保護對焊點外觀質(zhì)量也有一定的影響，由于焊接過程能獲得更好的潤濕，使得焊點更可靠外觀光澤更漂亮(參考下圖)。氮氣保護減少了助焊劑殘余量，降低了助焊劑氧化程度，有益于提高焊點質(zhì)量和ICT測試通過率。如果在冷卻區(qū)快速填充低溫氮氣，可以對表面焊點起到快速冷卻和細化晶粒的作用，還能有效提高焊點強度。

那么怎樣去獲得更適合我們的氮氣源？在上一篇文章中，我們做了詳細的成本對比，有疑問的朋友可以查閱《SMT行業(yè)如何正確的獲取氮氣源》，或者聯(lián)系昊朗科技，7*24服務(wù)電話0512-65685667。

下期內(nèi)容預告：SMT企業(yè)為什么購買Holang模塊式氮氣發(fā)生器。