半導(dǎo)體需求漸復(fù)蘇，回暖信號(hào)逐步顯現(xiàn)——

2023年的半導(dǎo)體行業(yè)，似乎沒(méi)有給投資者和消費(fèi)者帶來(lái)額外的驚喜與意外。從新冠疫情開(kāi)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(guò)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(shí)質(zhì)性復(fù)蘇。

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(jiàn)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(guó)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?；亓骱笭t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(guò)精確控制焊接條件，可以避免焊點(diǎn)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(shí)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(dòng)化程度，可以提高生產(chǎn)效率，而波峰焊相對(duì)較慢，生產(chǎn)效率略低。但無(wú)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(duì)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(jì)也趨向于更節(jié)能和減少?gòu)U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(dòng)著整個(gè)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(duì)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(huì)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(jiàn)形式。貼裝好SMT元件的線路板經(jīng)過(guò)回流焊爐導(dǎo)軌的運(yùn)輸分別經(jīng)過(guò)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(guò)回流焊爐這四個(gè)溫區(qū)的作用后形成完整的焊接點(diǎn)。

而之所以對(duì)其命名為"回流焊"，是因?yàn)闅怏w（氮?dú)猓┰诤笝C(jī)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)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(guò)程的無(wú)氧環(huán)境至關(guān)重要。工業(yè)產(chǎn)品，特別是電子元器件，對(duì)于氧氣、水汽、潮濕等因素非常敏感。在回流焊過(guò)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?dú)猓∟2）覆蓋層下進(jìn)行回流階段，以確保無(wú)氧環(huán)境。這一過(guò)程進(jìn)一步減少了產(chǎn)品中的缺陷。通過(guò)監(jiān)測(cè)氧氣，可以控制氮?dú)獾倪M(jìn)料，以確保產(chǎn)品質(zhì)量，并節(jié)省氣體消耗。

事實(shí)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(gè)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(yàn)豐富的代表。

一般來(lái)說(shuō)，這些微量氧分析儀主要采用兩種主要技術(shù)，包括氧化鋯和燃料電池。每種技術(shù)都有其各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，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(guó)Systech Illinois作為專業(yè)氣體分析設(shè)備制造商，不僅生產(chǎn)氧化鋯和燃料電池這兩種類型的氧分析儀，而且憑借超過(guò)三十年的經(jīng)驗(yàn)，已成功應(yīng)用了上千個(gè)解決方案。

Systech Illinois：RACE™ 傳感器技術(shù)

在工業(yè)物理看來(lái)，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(xiàng)技術(shù)利用第二個(gè)燃料電池，保護(hù)第一個(gè)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)速度非常快，可媲美氧化鋯基系統(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(jì)，專用于監(jiān)測(cè)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(cè)惰性和易點(diǎn)燃?xì)怏w時(shí)的 ppm 響應(yīng)時(shí)間很快，即使在氧含量從%級(jí)變?yōu)?ppm 級(jí)時(shí)也是如此，同時(shí)提供充分的保護(hù)，防止ppm 級(jí)微量傳感器接觸空氣。

RACE™ 傳感器從空氣到純氮的反應(yīng)時(shí)間

而RACE™電池是 ppm 級(jí)氧電化學(xué)測(cè)量技術(shù)的一項(xiàng)重大成果。Systech Illinois的全新設(shè)計(jì)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(duì)專用過(guò)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(shí)間和更低的運(yùn)行成本。由于無(wú)需更換過(guò)濾器，操作員再無(wú)后顧之憂，可以確保持續(xù)準(zhǔn)確的氧氣測(cè)量。RACE™傳感器無(wú)需維護(hù)，只需要偶爾校準(zhǔn)，無(wú)需監(jiān)測(cè)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(lái)檢測(cè)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(gè)獨(dú)立的單元，將氧化鋯電池安裝在經(jīng)過(guò)高溫控制的爐內(nèi)。必要的電子設(shè)備處理來(lái)自檢測(cè)電池的信號(hào)，并通過(guò)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(diǎn)很明確，首先，它的響應(yīng)時(shí)間非常迅速，比燃料電池方法更加迅速。通常情況下，測(cè)量速度毫無(wú)問(wèn)題。此外，傳感器不會(huì)消耗，換句話說(shuō)，它將持續(xù)壽命貫穿整個(gè)儀器壽命。

不過(guò)，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(cè)量的氧氣會(huì)被催化轉(zhuǎn)化為CO2或其他元素，因此測(cè)量到的氧氣濃度遠(yuǎn)低于預(yù)期。

為了克服這一問(wèn)題，制造商使用專用的過(guò)濾罐吸收這些揮發(fā)物/碳?xì)浠衔?。這會(huì)增加響應(yīng)時(shí)間和運(yùn)行成本，因?yàn)檫^(guò)濾器需要經(jīng)常更換，而操作員通常會(huì)忽略執(zhí)行這些任務(wù)，導(dǎo)致測(cè)量出現(xiàn)故障。

事實(shí)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

這種儀器的電池基本上充當(dāng)電池的角色，由兩個(gè)電極與液體或半固體電解質(zhì)接觸組成。通過(guò)外部電子計(jì)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(gè)反應(yīng)中的第一個(gè)。氧氣被還原（電子消耗）為帶負(fù)電的氫氧離子，陽(yáng)極（通常是鉛）發(fā)生第二個(gè)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(guò)電流的產(chǎn)生來(lái)測(cè)量。

——工業(yè)物理旗下Systech Illinois在這個(gè)問(wèn)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(shí)擁有這兩種技術(shù)的豐富經(jīng)驗(yàn)。

一些制造商必須采用氧化鋯，因?yàn)槿剂想姵胤磻?yīng)速度較慢。然而，氧化鋯系統(tǒng)需要使用昂貴的過(guò)濾器，更換不及時(shí)，就會(huì)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(huì)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(shí)上，我們同時(shí)擁有氧化鋯和燃料電池兩種成熟的技術(shù)，能夠?yàn)榘雽?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(chǎng)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(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)中回流焊和波峰焊過(guò)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(cè)量ppm級(jí)微量氧含量，并提供自動(dòng)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(cè)多種工業(yè)氣體及氮?dú)獯祾咧械奈⒘垦?。設(shè)備在監(jiān)測(cè)惰性和易點(diǎn)燃?xì)怏w時(shí)可實(shí)現(xiàn)從空氣到ppm級(jí)的超快速響應(yīng)，同時(shí)提供充分的保護(hù)，防止ppm 級(jí)微量傳感器接觸空氣。

同時(shí)，EC913氧分析儀可選回流焊爐Nitrosave節(jié)氮功能，可控制氮?dú)饣驔_洗氣體，降低氮?dú)獬杀荆岣呱a(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(cè)量惰性和易點(diǎn)燃?xì)怏w混合物中的ppm級(jí)微量氧含量，具有避免接觸空氣的自動(dòng)隔離保護(hù)功能。設(shè)備測(cè)試范圍為0.1ppm-30%，響應(yīng)時(shí)間二分鐘內(nèi)可從空氣到20ppm，20秒的時(shí)間從0.1ppm到空氣。

EC913氧傳感器耐用且免維護(hù)，專用于氮?dú)獯迪催^(guò)程，并可選節(jié)氮功能（Nitrosave）。同時(shí)，設(shè)備有壁式、面板式或臺(tái)式機(jī)箱可選，并帶有超大自動(dòng)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(gè)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(shí)。隨著2024年半導(dǎo)體行業(yè)的回暖和復(fù)蘇趨勢(shì)，國(guó)家已經(jīng)大力投入資金發(fā)展各類基礎(chǔ)設(shè)施，國(guó)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(guò)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(wú)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。

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