鉛釬料的高熔點、差潤濕性給 SMT 傳統(tǒng)的焊接工藝帶來了很大沖擊，并且對焊點質(zhì)量也產(chǎn)生了很大的影響。為了防止氧化，改善釬料與焊盤、元件引腳之間的潤濕性，提高產(chǎn)品合格率，目前在電子組裝中普遍采用氮氣保護(hù)。
氮氣保護(hù)電子組裝中的應(yīng)用
氮氣對缺陷率的影響
氮氣保護(hù)可以降低焊接缺陷率(一般為50%~60%)，特別是減少橋連從而提高成品率，節(jié)省返修成本，但并不是絕對的減少焊接缺陷，其與PCB表面涂層有關(guān)。
研究人員使用無VOC焊劑、HASL和OSP兩種表面材料的PCB進(jìn)行試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1)對于HASL涂層材料，焊接缺陷主要為橋連且與氮氣濃度沒有直接的關(guān)系;PCB的填充性也不好，而當(dāng)對焊劑的涂敷量增加15%，即從450 μg/in 2 增加到525 μg/in 2 ，PCB的填充性變好，即焊劑對填充性影響大于焊接氣氛。2)對于OSP涂層材料，當(dāng)?shù)獨鉂舛冉档偷?9%時，缺陷率增加了一倍，從1040 dpm增加到2079 dopm，當(dāng)?shù)獨鉂舛冉档偷?7%時，缺陷增加到2772 dpm，原因可能是其工藝窗口比較窄，可焊性不好。
值得注意的是：對于ENIG涂層材料，焊劑對可焊性影響不是很突出，而是氮氣環(huán)境中顯示出更好的可焊性，即在波峰焊中采用氮氣保護(hù)要比焊劑效果好。
氮氣使用的必要性
盡管焊膏中焊劑的化學(xué)性能在不斷改善，潤濕性改善方面也不能起決定性作用，但惰性氣體保護(hù)仍然被應(yīng)用于再流焊工藝中。元件的濕度敏感等級限制、產(chǎn)品的高質(zhì)量和可靠性的要求、無鉛焊接工藝都要求使用氮氣。另外考慮到有時需要使用低固體、低活性、免清洗、低殘留焊膏，也常常需要氮氣保護(hù)。除非使用熔點較低(與有鉛合金相當(dāng))的合金釬料，且耐氧化性也與有鉛合金相當(dāng)，或者當(dāng)設(shè)備溫度爬升能力很好，能使用 170℃(與有鉛合金相當(dāng))以下的預(yù)熱溫度。
氮氣對焊點組織的影響
對擴(kuò)展試樣切片后進(jìn)行分析，空氣中與氮氣下焊點組織如圖 9 所示，可以看出在氮氣下焊點內(nèi)氣孔小、數(shù)量少，且結(jié)晶顆粒細(xì)小。氮氣保護(hù)下，無鉛釬料潤濕力增大，潤濕時間減小。大的潤濕力和短的潤濕時間反映更好的潤濕性，相同的釬料量覆蓋面就大而薄，減少焊劑卷入的機(jī)會，從而導(dǎo)致低的空洞率。氮氣保護(hù)下之所以晶粒細(xì)化，主要原因是再流焊爐內(nèi)再流區(qū)與冷卻區(qū)之間的氮氣風(fēng)刀噴出的低溫氮氣，致使裸露焊點快速冷卻，從而使晶粒細(xì)密。
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