電子行業（尤其是半導體和微電子制造）必須配備高純度制氮機，主要基于以下幾個關鍵原因：

1.防止氧化：

電子制造過程中許多材料和工藝（如硅片、金屬沉積、焊接）在高溫下極易與空氣中的氧氣發生反應。

氧化會導致：

• 金屬互連層、焊點質量下降： 形成氧化層，增加電阻，降低導電性，導致連接不可靠、信號延遲甚至斷路。
• 半導體材料性能劣化： 影響載流子遷移率，改變電學特性。
• 光刻膠變質： 影響曝光精度和圖案轉移。
• 高純氮氣作為惰性氣體，能有效隔絕氧氣，在晶圓處理、回流焊、波峰焊、封裝等關鍵工序中形成保護氣氛，確保材料純凈和工藝穩定性。

2.去除水分/控制露點：

空氣中的水分（水蒸氣）是電子制造的大敵。

水分會導致：

• 電化學遷移： 在電壓作用下，金屬離子通過水膜遷移，形成導電細絲，造成短路失效。
• 腐蝕： 加速金屬導線和焊點的腐蝕。
• 材料吸濕膨脹： 影響尺寸穩定性（如PCB）。
• 光刻工藝缺陷： 水汽凝結影響光刻膠性能和曝光環境。
• 薄膜沉積不良： 水汽是許多CVD/PVD工藝的污染物。

高純制氮機不僅能去除氧氣，其配套的干燥系統（如分子篩）還能將氮氣中的水分含量（露點）降至極低水平（通常要求露點≤ -40°C，甚至 -70°C以下），有效防止水汽帶來的各種危害。

3.潔凈無塵：

電子制造，特別是半導體晶圓加工，需要在超高潔凈度的環境（潔凈室）中進行。空氣中微小的顆粒污染物都可能導致芯片短路或斷路。

高純氮氣本身是潔凈氣體源。 現場制氮系統通過精密過濾，能提供幾乎不含顆粒物的純凈氮氣。

氮氣常用于：

• 潔凈室正壓維持： 向潔凈室輸送高純氮氣（或混合氣）維持正壓，防止外部污染空氣滲入。
• 設備吹掃與清潔： 在生產設備啟動、停機、維護前后，用高純氮氣吹掃管道、腔室，去除空氣、濕氣和污染物。
• 晶圓載具吹掃： 在晶圓存儲和運輸過程中（如FOUP），持續通入高純氮氣，保持內部潔凈干燥環境。
• 作為載氣和稀釋氣： 在需要輸送化學物質或控制反應濃度的工藝中，避免引入污染。

4.工藝氣體應用：

在薄膜沉積（CVD, PVD, ALD）、蝕刻、擴散、退火等核心半導體工藝中，高純氮氣：

• 是許多反應氣體的載氣或稀釋氣，精確控制反應物濃度。
• 用作吹掃氣，在反應步驟之間快速清除反應副產物和殘余氣體，保證下一道工序的純凈度。
• 用于腔室凈化和壓力控制。
• 某些工藝中直接作為反應氣（如氮化硅沉積）。

5.提高焊接質量：

在表面貼裝技術（SMT）的回流焊和波峰焊工藝中，使用氮氣保護氣氛：

• 顯著減少焊料氧化： 形成光亮、平滑、潤濕性好的焊點，減少錫珠、橋連、虛焊等缺陷。
• 提高焊接良率： 尤其對于細間距元件、無鉛焊料和底部端子元件（BTCs）至關重要。
• 改善焊點外觀和可靠性： 焊點更光亮，機械強度和長期可靠性更高。

6.惰性保護與安全：

氮氣用于填充或覆蓋易燃易爆化學品（如光刻膠、溶劑）的存儲和使用區域，降低火災爆炸風險。

保護敏感元器件在存儲、測試和運輸過程中免受環境侵蝕

7.激光切割/焊接：

在精密電子元件的激光加工中，氮氣常用作輔助氣體：

• 防止切割/焊接區域氧化。
• 吹走熔融殘留物（熔渣）， 獲得干凈、平滑的切割/焊接邊緣。

為何必須是“高純度”且“現場制氮”？

• 純度要求極高： 電子行業（尤其是半導體）對氮氣純度要求通常在 99.999% (5N) 或更高（如99.9999%，6N），氧氣和水分含量需控制在極低水平（如O2 < 1ppm, H2O露點 < -70°C）。普通工業氮氣或液氮罐車供氣難以持續、穩定地滿足如此苛刻的要求，且成本高昂。
• 現場制氮的優勢：
• 穩定可靠： 持續提供所需純度和壓力的氮氣，不受外部供應中斷影響。
• 成本效益： 對于大規模連續用氣的電子工廠，相比購買液氮或瓶裝高純氮，現場制氮（PSA或膜分離）的長期運行成本顯著更低。
• 可控性： 可根據具體工藝需求靈活調整純度和流量。
• 減少污染風險： 避免了液氮儲罐、槽車運輸、頻繁更換鋼瓶過程中可能引入的污染風險（顆粒、水分、油分）。

總結：

高純度制氮機是電子行業（特別是半導體制造）不可或缺的基礎設施。它通過提供超潔凈、超干燥、高純度的惰性氮氣，在防止氧化、控制濕氣、維持潔凈度、保障核心工藝氣體質量、提升焊接良率、提供安全惰性環境等方面發揮著至關重要的作用。沒有穩定可靠的高純氮氣供應，現代電子產品的精密制造和質量控制將無法實現。現場制氮是滿足這種高要求、大規模、連續穩定用氣需求的經濟高效解決方案。