PSA制氮機在芯片焊接中的防氧化技術解析

1. 問題背景：焊接氧化對芯片質量的影響

• 氧化反應：焊接高溫環(huán)境下，空氣中的氧氣（O₂）和水分（H₂O）與熔融焊料（如錫銀銅合金）發(fā)生反應，生成氧化錫（SnO₂）等化合物。
• 缺陷表現：    
  • 焊點表面粗糙，潤濕性下降，導致錫球、橋接等缺陷。
  • 導電性降低，芯片封裝氣密性受損，長期可靠性下降。

2. 技術方案：PSA制氮機的核心功能

基礎原理

• 氣體分離：利用碳分子篩對氧氣（分子直徑2.8?）和氮氣（3.0?）的吸附能力差異，通過變壓吸附（PSA）循環(huán)分離空氣，輸出純度99.9%~99.999%的氮氣。
• 供氣系統(tǒng)：雙吸附塔交替工作（吸附-解吸循環(huán)），確保氮氣連續(xù)穩(wěn)定供應，氧含量可控制在10~100ppm范圍內。

應用場景

• 回流焊/波峰焊：氮氣覆蓋焊接區(qū)域，阻隔氧氣接觸熔融焊料，減少氧化物生成，改善焊點平整度。
• 半導體封裝：在芯片鍵合、燒結等高溫工藝中，氮氣保護金屬導線與介電材料，防止氧化導致的界面失效。

3. 技術效果驗證

• 氧化抑制：氮氣環(huán)境中，焊料氧化速率降低90%以上（對比空氣環(huán)境）。
• 焊點質量：
  • 潤濕角減小，焊料鋪展面積增加，減少虛焊風險。
  • 焊點表面光滑度提升，顯微空洞率下降至5%以內。
• 設備兼容性：適配SMT產線、激光焊接機等設備，供氣壓力與流量可匹配不同工藝需求。

4. 行業(yè)標準與擴展應用

• 純度標準：符合ISO 8573-1 Class 1（顆粒物≤0.1μm，油含量≤0.01mg/m³），滿足半導體制造要求。
• 跨領域應用：
  • 鋰電池制造：防止電解液與極片氧化。
  • LED封裝：減少固晶銀膠氧化導致的亮度衰減。

結論

PSA制氮機通過物理吸附技術提供高純度氮氣，從根源上阻隔焊接氧化反應，直接提升焊點質量與芯片可靠性，成為電子制造中保障工藝穩(wěn)定性的基礎設備。