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工業(yè)物理
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半導(dǎo)體行業(yè)漸回暖:復(fù)蘇熱潮下,深度解析回流/波峰焊爐的兩種氧分析技術(shù)

時間:2024/1/17閱讀:876
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半導(dǎo)體需求漸復(fù)蘇,,回暖信號逐步顯現(xiàn)——

2023年的半導(dǎo)體行業(yè),,似乎沒有給投資者和消費(fèi)者帶來額外的驚喜與意外。從新冠疫情開始的低迷衰敗持續(xù)至今,。但隨著經(jīng)濟(jì)回暖與人工智能的興起,,一些積極苗頭不斷涌現(xiàn),半導(dǎo)體行業(yè)復(fù)蘇的跡象也已經(jīng)逐步顯現(xiàn),。

展望2024年,已有多位行業(yè)人士表示,2024年的行業(yè)總規(guī)模有望超過2022年,,消費(fèi)電子,、人工智能等下游的需求好于往年將是大概率事件,半導(dǎo)體行業(yè)有希望進(jìn)入實質(zhì)性復(fù)蘇,。


工業(yè)物理半導(dǎo)體行業(yè)客戶:SIKAMA

 


伴隨著行業(yè)的逐漸復(fù)蘇,,晶圓制造與焊接的需求也將毋庸置疑地回暖。而在這一電子科技工業(yè)SMT制程中,,回流焊爐和波峰焊路都是常見且必需的設(shè)備,。

伴隨著半導(dǎo)體行業(yè)的回暖熱潮,工業(yè)物理將與您細(xì)聊行業(yè)中回流焊爐和波峰焊爐的角色,、應(yīng)用與質(zhì)量控制,,細(xì)數(shù)我們旗下品牌,,英國Systech Illinois的兩種工藝。

 

什么是——回流焊爐 · 波峰焊爐

 

在半導(dǎo)體行業(yè)中,,回流焊爐和波峰焊爐扮演著至關(guān)重要的角色,。回流焊爐和波峰焊爐是半導(dǎo)體制造中的關(guān)鍵生產(chǎn)工藝設(shè)備,。它們用于連接和固定電子元件,,確保電路板上的元器件牢固連接。這兩種焊接工藝是確保電子設(shè)備質(zhì)量的重要步驟,。通過精確控制焊接條件,,可以避免焊點缺陷,提高產(chǎn)品的可靠性和性能,。

回流焊更適用于高密度,、微型封裝元器件的焊接,而波峰焊適用于表面貼裝元器件和插件元器件的焊接,,具有較廣泛的應(yīng)用范圍,。

回流焊爐和波峰焊爐的使用有助于提高生產(chǎn)效率。它們能夠在短時間內(nèi)完成大量焊接任務(wù),,從而加速半導(dǎo)體生產(chǎn)流程,。其中,回流焊具有較高的自動化程度,,可以提高生產(chǎn)效率,,而波峰焊相對較慢,生產(chǎn)效率略低,。但無論是回流焊和波峰焊,,都能保證焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。

隨著半導(dǎo)體行業(yè)的不斷發(fā)展,,回流焊爐和波峰焊爐也在不斷演進(jìn),,以適應(yīng)新的技術(shù)和材料。它們支持先進(jìn)的制造工藝,,包括微型化和高密度集成電路的需求,。而且,隨著對環(huán)境友好制造的要求不斷增加,,回流焊爐和波峰焊爐的設(shè)計也趨向于更節(jié)能和減少廢物產(chǎn)生,,以滿足行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

總體而言,,回流焊爐和波峰焊爐在半導(dǎo)體行業(yè)中扮演著關(guān)鍵的角色,,不僅影響產(chǎn)品的質(zhì)量和性能,還推動著整個半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的發(fā)展。

 

回流與波峰焊路中的微量氧氣分析應(yīng)用

 

以回流焊爐為例,,其主要作用是對貼裝好元件的線路板進(jìn)行焊接,,使元器件和線路板結(jié)合到一起。

在電子元器件貼片中,,經(jīng)常會用到回流焊技術(shù),,它也是將表面貼裝元件連接到印刷電路板(PCB)的常見形式。貼裝好SMT元件的線路板經(jīng)過回流焊爐導(dǎo)軌的運(yùn)輸分別經(jīng)過回流焊爐的預(yù)熱區(qū),、保溫區(qū),、焊接區(qū)、冷卻區(qū),,經(jīng)過回流焊爐這四個溫區(qū)的作用后形成完整的焊接點,。

而之所以對其命名為"回流焊",是因為氣體(氮氣)在焊機(jī)內(nèi)循環(huán)流動產(chǎn)生高溫達(dá)到焊接目的,。

在回流焊工藝中,,預(yù)熱和焊接過程的無氧環(huán)境至關(guān)重要。工業(yè)產(chǎn)品,,特別是電子元器件,,對于氧氣、水汽,、潮濕等因素非常敏感。在回流焊過程中,,如果焊爐內(nèi)存在氧氣或空氣接觸,,則焊接成品元件將受到致命威脅,導(dǎo)致元件氧化或虛焊,,最終造成難以預(yù)估的經(jīng)濟(jì)損失,。

為了盡量減少焊接表面上的氧化,一些烘箱在氮氣(N2)覆蓋層下進(jìn)行回流階段,,以確保無氧環(huán)境,。這一過程進(jìn)一步減少了產(chǎn)品中的缺陷。通過監(jiān)測氧氣,,可以控制氮氣的進(jìn)料,,以確保產(chǎn)品質(zhì)量,并節(jié)省氣體消耗,。

事實上,,在惰性回流焊爐和波峰焊爐領(lǐng)域,微量氧氣分析儀的廣泛應(yīng)用是提高生產(chǎn)效率和確保產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵,。盡管存在多個氧分析儀制造商提供這類儀器,,但僅有少數(shù)在全球范圍內(nèi)設(shè)有企業(yè)服務(wù)中心和經(jīng)驗豐富的代表。

一般來說,,這些微量氧分析儀主要采用兩種主要技術(shù),,包括氧化鋯燃料電池,。每種技術(shù)都有其各自的優(yōu)勢和劣勢,導(dǎo)致很多制造商專注于其中一種類型,。

而工業(yè)物理旗下,,英國Systech Illinois作為專業(yè)氣體分析設(shè)備制造商,不僅生產(chǎn)氧化鋯燃料電池這兩種類型的氧分析儀,,而且憑借超過三十年的經(jīng)驗,,已成功應(yīng)用了上千個解決方案。

 

Systech Illinois:RACE™ 傳感器技術(shù)

 

在工業(yè)物理看來,,我們的Systech Illinois在氧氣分析儀的兩種電池類型和技術(shù)方面提供了最佳解決方案,。Systech Illinois的RACE™ 傳感器技術(shù)使我們脫穎而出,這項技術(shù)利用第二個燃料電池,,保護(hù)第一個電池免受高濃度氧氣的影響,。由于受保護(hù)的電池從不接觸高濃度氧氣,因此在焊爐通常遇到的正常氧氣水平下,,其響應(yīng)速度非??欤涉敲姥趸喕到y(tǒng),。

比如,,Systech Illinois 的 EC913 系列氧分析儀,正是采用這種特殊的 RACE™電池設(shè)計,,專用于監(jiān)測多種工業(yè)氣體和大氣中的微量氧,。先進(jìn)的儀器在監(jiān)測惰性和易點燃?xì)怏w時的 ppm 響應(yīng)時間很快,即使在氧含量從%級變?yōu)?ppm 級時也是如此,,同時提供充分的保護(hù),,防止ppm 級微量傳感器接觸空氣。

RACE™ 傳感器從空氣到純氮的反應(yīng)時間

 

而RACE™電池是 ppm 級氧電化學(xué)測量技術(shù)的一項重大成果,。Systech Illinois的全新設(shè)計可防止傳感器被高濃度氧氣滲透消耗,。使用Turbopurge™技術(shù),傳感器讀數(shù)在2分鐘能從環(huán)境空氣降到至20ppm,。該傳感器不受碳?xì)浠衔锘驌]發(fā)性空氣的影響,,非常適用于回流焊爐應(yīng)用。

Systech Illinois的RACE™傳感器技術(shù)的使用消除了對專用過濾器罐吸收揮發(fā)物/烴的需求,,從而提供更迅速的響應(yīng)時間和更低的運(yùn)行成本,。由于無需更換過濾器,操作員再無后顧之憂,,可以確保持續(xù)準(zhǔn)確的氧氣測量,。RACE™傳感器無需維護(hù),只需要偶爾校準(zhǔn),無需監(jiān)測或更換腐蝕性電解液,。

 

基于氧化鋯的儀器是如何運(yùn)作的,?

 

基于氧化鋯的氧分析儀利用氧化鋯電池來檢測氧氣濃度。氧化鋯電池采用高溫陶瓷傳感器,,其中包含穩(wěn)定的氧化鋯,,是一種電化學(xué)電池。

該儀器是一個獨立的單元,,將氧化鋯電池安裝在經(jīng)過高溫控制的爐內(nèi),。必要的電子設(shè)備處理來自檢測電池的信號,并通過數(shù)字顯示直接呈現(xiàn)氧氣濃度,,范圍從0.01vpm到100%,。

Systech Illinois 電化學(xué)電池

 

氧化鋯氧分析儀的優(yōu)點很明確,首先,,它的響應(yīng)時間非常迅速,,比燃料電池方法更加迅速。通常情況下,,測量速度毫無問題,。此外,傳感器不會消耗,,換句話說,,它將持續(xù)壽命貫穿整個儀器壽命。

不過,,氧化鋯氧分析儀也存在其缺陷,。比如,在存在碳?xì)浠衔锏那闆r下,,儀器試圖測量的氧氣會被催化轉(zhuǎn)化為CO2或其他元素,因此測量到的氧氣濃度遠(yuǎn)低于預(yù)期,。

為了克服這一問題,,制造商使用專用的過濾罐吸收這些揮發(fā)物/碳?xì)浠衔铩_@會增加響應(yīng)時間和運(yùn)行成本,,因為過濾器需要經(jīng)常更換,,而操作員通常會忽略執(zhí)行這些任務(wù),導(dǎo)致測量出現(xiàn)故障,。

事實上,,一些制造商聲稱擁有非催化傳感器,但在存在如此高的碳?xì)浠衔飾l件下效果不佳,。

Systech Illinois 氧化鋯氧分析儀

 


基于燃料電池的儀器又是如何工作的,?


 

這種儀器的電池基本上充當(dāng)電池的角色,由兩個電極與液體或半固體電解質(zhì)接觸組成。通過外部電子計量電路,,電極相互連接,。氧氣與帶負(fù)電的陰極(通常是銀)接觸,發(fā)生兩個反應(yīng)中的第一個,。氧氣被還原(電子消耗)為帶負(fù)電的氫氧離子,,陽極(通常是鉛)發(fā)生第二個反應(yīng)。氫氧離子與鉛反應(yīng),,鉛隨后被氧化(釋放電子)為氧化鉛,。電子的使用(還原)和釋放(氧化)導(dǎo)致與氧氣濃度成比例的電子流,通過電流的產(chǎn)生來測量,。


在優(yōu)點方面,,燃料電池的更換成本低,不受其他氣體干擾(除了在焊爐應(yīng)用中不會遇到的CO2),。

而缺點是,,在暴露于高%氧氣水平時對低ppm氧氣的響應(yīng)較慢。因此,,爐內(nèi)的氧氣水平實際上可能低于分析儀的讀數(shù),,有時會向操作員顯示非理想條件。

Systech Illinois通過采用RACE™技術(shù)解決了這個問題,。該技術(shù)利用第二個燃料電池,,保護(hù)第一個電池免受高濃度氧氣的暴露。受保護(hù)的電池從不接觸高濃度氧氣,,因此在焊爐通常見到的正常氧氣水平下,,其響應(yīng)速度非常迅速,就像氧化鋯基系統(tǒng)一樣迅速,。

Systech Illinois 電化學(xué)氧分析儀

 

哪個更好,?氧化鋯還是燃料電池?

 


——工業(yè)物理旗下Systech Illinois在這個問題上不存在二選一,!我們既生產(chǎn)氧化鋯技術(shù)的氧分析儀,,也生產(chǎn)燃料電池技術(shù)的氧分析儀,我們同時擁有這兩種技術(shù)的豐富經(jīng)驗,。

一些制造商必須采用氧化鋯,,因為燃料電池反應(yīng)速度較慢。然而,,氧化鋯系統(tǒng)需要使用昂貴的過濾器,,更換不及時,就會導(dǎo)致設(shè)備效能下降,。

我們發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)半導(dǎo)體行業(yè)的客戶都會選擇使用我們的RACE™傳感器系統(tǒng),,但也并非所有人都如此,。事實上,我們同時擁有氧化鋯和燃料電池兩種成熟的技術(shù),,能夠為半導(dǎo)體,、空分、鋼鐵,、石油化工等各行業(yè)客戶提供適用于他們應(yīng)用場景的最佳解決方案建議,。

 

半導(dǎo)體行業(yè),我們的推薦——EC913微量氧分析儀

 

對于半導(dǎo)體行業(yè)中回流焊和波峰焊過程中的微量氧分析,,工業(yè)物理為您推薦 Systech Illinois 希仕代 EC913 系列電池氧分析儀,,快速測量ppm級微量氧含量,并提供自動隔離保護(hù)功能,,避免接觸空氣,。

EC913氧分析儀采用的 RACE™ 電池傳感器,專用于監(jiān)測多種工業(yè)氣體及氮氣吹掃中的微量氧,。設(shè)備在監(jiān)測惰性和易點燃?xì)怏w時可實現(xiàn)從空氣到ppm級的超快速響應(yīng),,同時提供充分的保護(hù),防止ppm 級微量傳感器接觸空氣,。

同時,,EC913氧分析儀可選回流焊爐Nitrosave節(jié)氮功能,可控制氮氣或沖洗氣體,,降低氮氣成本,,提高生產(chǎn)力,并優(yōu)化質(zhì)量控制,。

在參數(shù)方面,,EC913微量氧分析儀可謂專為半導(dǎo)體行業(yè)回流焊爐應(yīng)用而生。設(shè)備屬電池微量氧分析儀,,可確保設(shè)備快速測量惰性和易點燃?xì)怏w混合物中的ppm級微量氧含量,,具有避免接觸空氣的自動隔離保護(hù)功能。設(shè)備測試范圍為0.1ppm-30%,,響應(yīng)時間二分鐘內(nèi)可從空氣到20ppm,,20秒的時間從0.1ppm到空氣。

EC913氧傳感器耐用且免維護(hù),,專用于氮氣吹洗過程,并可選節(jié)氮功能(Nitrosave),。同時,,設(shè)備有壁式、面板式或臺式機(jī)箱可選,,并帶有超大自動切換量程顯示器,,滿足不同電子廠商的需求,。

Systech Illinois 部分半導(dǎo)體及電子行業(yè)客戶

 

半導(dǎo)體行業(yè)漸回暖,更需要制造與焊接中的質(zhì)量保證

 

半導(dǎo)體芯片行業(yè)作為一個綜合性科學(xué)領(lǐng)域,,牽涉到各種基礎(chǔ)科學(xué)和材料科學(xué)等知識,。隨著2024年半導(dǎo)體行業(yè)的回暖和復(fù)蘇趨勢,國家已經(jīng)大力投入資金發(fā)展各類基礎(chǔ)設(shè)施,,國內(nèi)在芯片領(lǐng)域已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)展,。

在這一發(fā)展過程中,工業(yè)物理將為半導(dǎo)體行業(yè)提供精密且高度適用的在線氧分析應(yīng)用,,無論是氧化鋯技術(shù),,還是燃料電池技術(shù),我們都將精益求精,,確保半導(dǎo)體行業(yè)技術(shù)和質(zhì)量控制的同步發(fā)展,。

點擊此處,您可跳轉(zhuǎn)工業(yè)物理半導(dǎo)體回流焊爐和波峰焊爐的氧分析應(yīng)用詳情頁面,,查看更多關(guān)于工業(yè)物理半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用方案 ?

 

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