深度解析氮?dú)庠赟MT焊接中的應(yīng)用

氮?dú)庠赟MT焊接中的主要應(yīng)用包括：氮保護(hù)層、屏蔽波峰、回流焊等。

氮保護(hù)層

90年代初期開(kāi)發(fā)的設(shè)備已采用隧道式結(jié)構(gòu)，以形成氮保護(hù)層(envelope)。保護(hù)層包圍著波峰焊接傳送帶，阻止空氣從入口和出口進(jìn)出。隧道腔的垂直高度應(yīng)盡可能低，密封框架上有窗口，便于觀察焊接過(guò)程。也可以取下窗口，接觸機(jī)器的內(nèi)部，對(duì)機(jī)器進(jìn)行維護(hù)和調(diào)整制程流程。

在印制板進(jìn)出的過(guò)程中，注入焊接系統(tǒng)的氮?dú)庾柚箍諝鈴拈_(kāi)口處進(jìn)入。因此，氮?dú)獗仨毦S持正壓。一些輕的懸掛活動(dòng)門鉸接在隧道的長(zhǎng)度方向，以減少空氣的侵入。當(dāng)電路組件靠近時(shí)，這些懸掛門可以向上翻轉(zhuǎn)。

當(dāng)?shù)獨(dú)饬鞒鏊淼肋M(jìn)出口時(shí)，所有末端開(kāi)口的隧道設(shè)計(jì)都有一些排放氮?dú)獾姆椒?。通常需要平衡這種“廢氣”，以便將房間的空氣送到排氣管，這樣有助于防止廢氣從隧道中抽吸過(guò)量的氮?dú)?。注意，此時(shí)的關(guān)鍵是要降低溫度和減少氮?dú)獾膿p耗。

隧道的長(zhǎng)度可以很短，僅履蓋預(yù)熱區(qū)和焊接槽；也可以是很長(zhǎng)，從上料端到下料端。因而，長(zhǎng)隧道的設(shè)備實(shí)際上覆蓋了助焊劑發(fā)配裝置(fluxer)、預(yù)熱區(qū)和波峰焊接區(qū)。
短隧道與長(zhǎng)隧道之間的區(qū)別表現(xiàn)在所需氮?dú)獾牧可希合蛳到y(tǒng)注入雜質(zhì)含量為1ppm至2ppm的低溫氮?dú)鈺r(shí)，焊接波峰周圍的氧氣雜質(zhì)應(yīng)低于10ppm。與長(zhǎng)隧道相比，短隧道消耗更多的氮?dú)猓⑶覍?duì)車間的空氣氣流更加敏感。對(duì)空氣氣流的高敏感度往往會(huì)導(dǎo)致在波峰中所測(cè)量的純度不穩(wěn)定。

不管怎樣，這種裝置一直都在100ppm至200ppm的雜質(zhì)含量下使用，而且它為焊接制程帶來(lái)了明顯的好處。你可以對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改裝，使其可以使用氮?dú)?，但這將是一個(gè)昂貴、耗時(shí)的過(guò)程。

屏蔽波峰

惰性氣體環(huán)境中的波峰焊接還有另外一種方法，即采用屏蔽(shroud)設(shè)計(jì)制成的護(hù)罩，圍繞在焊嘴的周圍直至焊接波峰回落到焊接槽的位置。“噴霧器”位于護(hù)罩底部，供給氮?dú)狻?/p>

這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是可以直接接觸系統(tǒng)。在密封的系統(tǒng)中，有可能使表面黏著零配件的表面達(dá)到回流焊的溫度，導(dǎo)致焊料回流。如果印制板翹曲或隧道出口處的“簾”接觸了印制板上面的SMD，這種可能性將會(huì)增加。另一方面，采用這種“屏蔽”技術(shù)，完全消除了波峰焊后周圍區(qū)域的溫度問(wèn)題。

Electrovert和Soltec公司已經(jīng)制造出了在開(kāi)放式波峰中使用氮?dú)獾暮附酉到y(tǒng)，他們發(fā)現(xiàn)氧化渣的減少同隧道式焊接系統(tǒng)做得一樣好。“屏蔽”的結(jié)果可以與采用電鍍、熱涂或熱風(fēng)整平印制板的焊接組件所獲得的結(jié)果相比。使用這項(xiàng)新技術(shù)的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，其氮?dú)庀牧颗c最昂貴的封閉式波峰焊接系統(tǒng)相同，甚至更低。

在用于表面黏著焊接的雙波峰系統(tǒng)中，可以對(duì)每一個(gè)波峰使用獨(dú)立的屏蔽罩和氮?dú)夤┙o控制。系統(tǒng)中沒(méi)有焊接組件時(shí)，系統(tǒng)可進(jìn)入等待模式，將焊接波峰設(shè)置在較低的高度以減少氧化渣的生成，并停止或降低氮?dú)獾牧魉?。?dāng)系統(tǒng)探測(cè)到印制板時(shí)，它能夠重新激活正常作業(yè)控制設(shè)置。這種控制機(jī)理進(jìn)一步降低了氮?dú)庀牧?。如果能夠只用一個(gè)波峰進(jìn)行焊接，便可節(jié)省更多的氮?dú)狻?/p>

在隧道系統(tǒng)中，要求噴嘴擴(kuò)展到焊料槽的邊緣上方到達(dá)隧道內(nèi)。而在屏蔽系統(tǒng)中，噴嘴黏著在系統(tǒng)的下部，對(duì)于不需要氮?dú)庖材苓M(jìn)行良好焊接的組件允許快速?gòu)氐椎仃P(guān)閉氮?dú)?。此外在焊料返回到焊槽中這段較短的距離也有屏蔽，焊料濺落的機(jī)會(huì)也減少了。

與隧道設(shè)計(jì)相比，屏蔽式容易改裝，消耗時(shí)間也少。大多數(shù)組件的焊接結(jié)果是相同的，而且作業(yè)成本是所有惰性氣體波峰焊接中最低的。但是，這些系統(tǒng)要求的維護(hù)比隧道式的要多。

回流焊中的氮?dú)?/strong>

在惰性氣體應(yīng)用于波峰焊接制程之前，氮?dú)饩鸵恢庇糜诨亓骱附又小２糠菰蚴窃诒砻骛ぶ沾苫旌想娐返幕亓骱钢?，混合IC工業(yè)長(zhǎng)期使用氮?dú)猓?dāng)其它公司看到混裝IC制造的效益時(shí)，他們便將這個(gè)原理應(yīng)用到了PCB焊接中。

在這種焊接中，氮?dú)庖踩〈讼到y(tǒng)中的氧氣。氮?dú)饪梢氲矫恳粋€(gè)區(qū)域，不只是在回流區(qū)，也用于制程的冷卻過(guò)程?，F(xiàn)在大多數(shù)回流焊系統(tǒng)已經(jīng)為應(yīng)用氮?dú)庾骱昧藴?zhǔn)備；一些系統(tǒng)能夠很容易地進(jìn)行升級(jí)，以采用氣體噴射。

在回流焊接中使用氮?dú)庥幸韵碌膬?yōu)點(diǎn)：

• 端子和焊盤的潤(rùn)濕(wetting)較快
• 可焊性變化少
• 改善了助焊劑殘留物和焊點(diǎn)表面的外觀
• 快速冷卻而沒(méi)有銅氧化