中心議題：

• 探究PCB焊接工藝使用氮氣的理由

解決方案：

• 可焊接表麵的進一步氧化也改善熔化焊錫合金的表麵張力
• 對密間距使用氮氣

hanjiedeyigexingjinzhongdewentishizaihuiliuhanjieluzhongshiyongdanqidehaochu。zaizhegezhutishangwoyudaodewentizhishaomeizhouyici。zhegewentibushishenmexinwenti。shinianqian，suodinggoudehuiliuhanjieluzhishaoyibanguidingyoudanqirongqi。zuijinyuhuiliuhanjieluzhizaoshangdejiaotangaosuwo
，zhegebilibaochihaishiyiyangde，jinguanshiyongdanqideguanjianliyouxianzaizaibushishenmezhandezhujiaodeliyou。naxieliyoushishenmene
？

首先，理解惰性化回流環境怎樣影響焊接過程是重要的。焊接中助焊劑的作用是將氧化物從要焊接的表麵去掉(元件引腳和PCB焊盤)。當然

，熱是氧化的催化劑。因為我們不可能從回流焊接必要的加熱過程中去掉熱，所以我們要減少氧化的其它因素 - 氧氣 - 通過用惰性的氮氣來取代它。除了減少
，如果不能消除
，可焊接表麵的進一步氧化之外，它也改善熔化焊錫合金的表麵張力。

在八十年代中期，根據即將出台的蒙特利爾和約(Montreal Protocol)
，基於氟裏昂的(freon-based)rongjishihennanxingdetongde，mianxixigaochengweiyigekexingdetidaizhe。zaixigaozhizaoshangzhongjiandexuduoyanjiuyukaifadechumianxipeifang。lijiedexigaoshiwaiguanshangkejieshoude(清潔、淡薄、沒有粘性)
，腐蝕與電移良性的
，足夠薄而不幹涉ICT所用的針床測試探針。很低的殘留錫膏助焊劑，大約2.1~2.8%的固體含量

，滿足前兩個標準，但通常幹涉ICT。隻有超低殘留材料，低於2%的固體含量

，才可算得上與測試探針不幹涉。

可(ke)是(shi)，低(di)殘(can)留(liu)的(de)優(you)點(dian)是(shi)以(yi)低(di)活(huo)性(xing)助(zhu)焊(han)劑(ji)作(zuo)用(yong)為(wei)代(dai)價(jia)的(de)，這(zhe)需(xu)要(yao)所(suo)有(you)可(ke)能(neng)得(de)到(dao)的(de)幫(bang)助(zhu)
，包(bao)括(kuo)防(fang)止(zhi)回(hui)流(liu)期(qi)間(jian)進(jin)一(yi)步(bu)的(de)氧(yang)化(hua)物(wu)形(xing)成(cheng)。這(zhe)個(ge)防(fang)止(zhi)是(shi)通(tong)過(guo)惰(duo)性(xing)化(hua)來(lai)完(wan)成(cheng)的(de)，如(ru)果(guo)你(ni)想(xiang)要(yao)使(shi)用(yong)超(chao)低(di)殘(can)留(liu)物(wu)錫(xi)膏(gao)，可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)氮(dan)氣(qi)容(rong)器(qi)的(de)爐(lu)子(zi)。可(ke)是(shi)，在(zai)最(zui)近(jin)，已(yi)經(jing)在(zai)市(shi)場(chang)上(shang)出(chu)現(xian)了(le)超(chao)低(di)殘(can)留(liu)物(wu)的(de)錫(xi)膏(gao)
，在(zai)室(shi)內(nei)空(kong)氣(qi)環(huan)境(jing)(非氮氣)中表現非常好。

原來的有機焊錫保護劑(OSP, organic solder protectant)在加熱中消失，因此對雙麵裝配，要求氮氣回流氣氛來維持第二麵的可焊接性。現在的OSP，正如以前所討論的一樣1

，在助焊劑和熱出現時消失。因此，第二麵的保護劑直到印刷錫膏、或通過波峰焊接係統的上助焊劑、和焊接期間的加熱時仍保護完整。因此，惰性氣體是不要求的。

氮(dan)氣(qi)環(huan)境(jing)回(hui)流(liu)焊(han)接(jie)的(de)最(zui)早(zao)動(dong)機(ji)是(shi)前(qian)麵(mian)所(suo)提(ti)到(dao)的(de)改(gai)善(shan)表(biao)麵(mian)張(zhang)力(li)現(xian)象(xiang)，通(tong)過(guo)減(jian)少(shao)缺(que)陷(xian)來(lai)改(gai)進(jin)焊(han)接(jie)合(he)格(ge)率(lv)已(yi)經(jing)證(zheng)明(ming)這(zhe)一(yi)點(dian)。回(hui)到(dao)七(qi)十(shi)年(nian)代(dai)末(mo)期(qi)和(he)八(ba)十(shi)年(nian)代(dai)早(zao)期(qi)，許(xu)多(duo)的(de)文(wen)章(zhang)都(dou)是(shi)關(guan)於(yu)回(hui)流(liu)焊(han)接(jie)中(zhong)惰(duo)性(xing)氣(qi)氛(fen)的(de)使(shi)用(yong)。更(geng)少(shao)錫(xi)球(qiu)的(de)形(xing)成(cheng)、更好的熔濕(wetting)和因而更少的開路與錫橋，這些都是支持的優點。

我作為一個見證人，記得一個西南中部的非常好心的實驗家寫了一篇這個主題的專業論文。他使用了一個空氣對流/紅外爐，並用氮氣容器將它改型。我訪問他時，他向我顯示他的有關生產運行的統計過程數據(SPC)
，他交替地使用和不使用氮氣環境來運行。當我們翻閱其數據時，他會說
，“看看這個，看看那個”

，這些數據描述了在氮氣環境中缺陷比空氣中輕微的減少。

當然
，我們有時遇到一些文章“喔，不用看這些了”，兩種氣體環境之間沒有發生什麼差別。我要補充的是，我們從來不知道氣體中有多少殘留氧氣
，因為沒有人使用過一個氧氣分析器 - jiuxiangyigezhichiyuzhijielundeshiyan。wulunruhe
，suiranyitulianghao，dangaifangfashibukexuede。buguanzenyang，zhepianwenzhangshiyouguanzaihuiliuhanjiezhongshiyongdanqizhegezhutishangyinyongzuiduode“權威” - 特別是在氣體供應商所作的文章中。

這個時期的另一本書
，提倡對密間距使用氮氣，把它的公布基於合理的科學實驗。可是
，這個試驗隻是在實驗室完成 - “燒杯試驗”與現實的生產相反 - 為(wei)了(le)很(hen)少(shao)的(de)改(gai)進(jin)沒(mei)有(you)計(ji)入(ru)生(sheng)產(chan)中(zhong)使(shi)用(yong)氮(dan)氣(qi)的(de)成(cheng)本(ben)。我(wo)自(zi)己(ji)使(shi)用(yong)氮(dan)氣(qi)回(hui)流(liu)焊(han)接(jie)的(de)經(jing)驗(yan)是(shi)
，對(dui)大(da)多(duo)數(shu)表(biao)麵(mian)貼(tie)裝(zhuang)焊(han)接(jie)，相(xiang)對(dui)於(yu)運(yun)行(xing)氮(dan)氣(qi)的(de)成(cheng)本(ben)
，收(shou)效(xiao)甚(shen)微(wei)。

記住，在過去13年nian中zhong
，爐lu子zi製zhi造zao商shang已yi經jing花hua了le大da筆bi的de研yan究jiu開kai發fa經jing費fei來lai完wan善shan緊jin密mi的de氮dan氣qi容rong器qi。他ta們men非fei常chang想xiang補bu償chang其qi投tou資zi
，這zhe是shi回hui流liu焊han接jie中zhong的de最zui大da的de唯wei一yi問wen題ti。減jian少shao氣qi體ti消xiao耗hao不bu是shi一yi個ge簡jian單dan的de技ji巧qiao，當dang你ni使shi用yong諸zhu如ru在zai對dui流liu為wei主zhu(強製對流)delutangzhongdesuoweiwenliuqitideshihou。deque
，youjigezhizaoshangshiyonggaoluneiqitiliudonghedidanqizongxiaohao
，yijingdadaojingrendediyangshuiping。zheyangzuo，tamenyijingxiangdangchengdudijiangdileshiyongdanqidechengben。zaimouxiefangmian，shiyongzhengquedeshebei
，zhegezengjiadegongyichengbenshijixiaode。juci，woyuwodepengyouDave Heller一致認為，“在回流焊接中使用氮氣就好象雞湯 - 可能有幫助，但無厲害關係。”

當(dang)然(ran)，隨(sui)著(zhe)連(lian)接(jie)的(de)密(mi)度(du)增(zeng)加(jia)，工(gong)藝(yi)窗(chuang)口(kou)受(shou)到(dao)衝(chong)擊(ji)。在(zai)焊(han)接(jie)芯(xin)片(pian)規(gui)模(mo)元(yuan)件(jian)和(he)倒(dao)裝(zhuang)片(pian)的(de)應(ying)用(yong)中(zhong)使(shi)用(yong)氮(dan)氣(qi)是(shi)很(hen)好(hao)的(de)保(bao)險(xian)。在(zai)這(zhe)種(zhong)節(jie)骨(gu)眼(yan)上(shang)，我(wo)會(hui)毫(hao)不(bu)猶(you)豫(yu)地(di)為(wei)這(zhe)種(zhong)應(ying)用(yong)使(shi)用(yong)一(yi)種(zhong)惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)。

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在表麵貼裝回流焊接工藝中使用氮氣的十個主要理由

現在我們已經回顧了使用氮氣的技術上的原因，讓我們再看看具有氮氣能力的爐子的強大市場存在的真正理由。特別感謝我們在Texas的同事Jerry Cupples ，他把這些情況總結得非常好：10)
、氮氣是我們星球上最豐富的氣體，可以無限供應。9)、由於到處都有的管道與精小別致的流量計所產生的化學時尚的神秘性。8)、比氬氣便宜得多

，你可顯示成本節約的補償。7)
、不會燃燒，不用擔心爐子著火。6)、你怎樣認為Mick Jagger保持他那年青的膚色？5)、你有Air Liquide和/或Prex-Air的股票。4)、BGA的采用是任何購買

、變化、升級等的完美借口。3)

、它可能不會使你的焊接點更好，但它會感化ISO審查員。2)、氣體銷售員的每月一次的免費午餐。1)、我們都喜歡從管口衝出的壓縮氣體的聲音。

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