所有的回流爐都有一個冷卻模塊來保證冶金特性和降低出板溫度。在空氣爐中，過程氣體在冷卻之前排出，在冷卻模塊中不留下助焊劑冷凝。可是，在多數(shù)氮氣爐中，排氣發(fā)生在爐的進口和出口處，問題就發(fā)生了。受熱的助焊劑揮發(fā)物侵入冷卻模塊，然后將冷氣指向產(chǎn)品。保存氮氣的要求不得不使內(nèi)部氣體循環(huán)使用，因此過程氣體在冷氣之前是不排出去的。當這氣體流到冷氣區(qū)時，出現(xiàn)冷凝。
雖然該技術工作正常，連續(xù)的循環(huán)造成熱交換器被過程氣體中的助焊劑元素淤塞。對一些新的增強的可印刷錫膏，留下極其粘性的殘留，這種淤塞甚至更成問題。不幸的是，當這些系統(tǒng)淤塞發(fā)生時，冷氣性能將穩(wěn)步下降，造成缺乏回流工藝的一致性和控制。除了處理較熱的板之外，減弱的冷氣引起印刷雙面表面貼裝裝配的問題，和可能由于減少液化以上時間(TAL, 入庫時間e above liquid)而影響長期電路裝配的可靠性。證據(jù)顯示，增加TAL可造成粗糙的焊點微結構和增加金屬間增長，這可能導致脆性。
在某種意義上，預防性維護清潔熱交換器是重獲過程控制所要求的。這個過程是骯臟和費時的，可能要求在珍貴的生產(chǎn)時間之外每周達幾個小時。如果這個維護不進行，將造成元件災難性的的失效，要求許多無計劃的停機時間。因為固定資產(chǎn)設備的利用時間是可獲利的關鍵，將冷卻模塊維護減到最少是所希望的。如果機器停下來進行計劃或非計劃的維護，都不可能產(chǎn)生利潤。減少維護的一個可能方法是通過使用集成化助焊劑管理(IFM, integrated flux management)系統(tǒng)來加強冷氣模塊的設計。
如在基本的惰性冷卻一樣，過程氣體是通過一個熱交換器循環(huán)的;可是，在這個系統(tǒng)中熱交換器可移動到實際爐膛的外面，增強一個過濾單元。用IFM，許多未處理的過程在冷氣室之外冷凝，將所要求的維護移出到過程冷卻模塊區(qū)外面。通過把助焊劑副產(chǎn)品移到IFM系統(tǒng)的過濾裝配作為廢物最終處理，熱交換器的清潔要求大大地減少了。
雖然助焊劑過濾是基本惰性冷卻的一個重大改進，但并不完美。過濾效率少于100%，因此一些污染過程氣體將在冷卻模塊內(nèi)冷凝。通過一個IFM系統(tǒng)增加的過程氣體管路可導致輕微的氮氣消耗增加和氣體純度下降的弱點。為了達到進一步的冷卻效率和減少維護，應該用另一個方法來增強IFM系統(tǒng)。與助焊劑過濾的一個基本問題就是污染物沒有從過程中清除，它們只是儲放在另外的地方等待最終處理。一個新方法利用自我清潔、分層氣流的模式來冷卻。在這個設計中，在冷卻區(qū)使用了三個氣體放大刀，它將新鮮氣體引入爐內(nèi)，循環(huán)前面注射的液體。這個分層氣流冷卻解決維護與效率的問題，這在實驗室和生產(chǎn)環(huán)境中都得到確認。
用于標準冷卻設計的吹風機循環(huán)大量的氣體，這些氣體又以相對慢的速度沖擊產(chǎn)品。當帶有助焊劑蒸汽的過程氣體到達冷卻模塊時，助焊劑分子在熱交換器的冷表面冷凝。吹風機移動的氣體量越大，在熱交換器和吹風機上的表面污染物累積越快。還有，來自吹風機的氣流是相當紊流的，帶有一種傾向于輸送更多含助焊劑的過程氣體的混合作用。
假設問題與吹風機冷卻設計是內(nèi)在的，分層氣流冷卻的開發(fā)考慮到下面的原則：
* 減少循環(huán)氣體量
* 減少氣流的紊流
* 增加沖擊速度
* 優(yōu)先助焊劑冷凝在氣刀上
通過減少氣量，接觸冷的熱交換器表面的助焊劑蒸汽分子數(shù)量減少，導致表面污染物的累積減少。紊流的減少限制來自回流與保溫區(qū)的助焊劑蒸汽的混合作用，和減少助焊劑殘留累積的可能性。增加相對于吹風機設計的沖擊速度，增加了通風效率和減少冷卻模塊表面與過程氣體之間的溫度差，限制助焊劑的冷凝效果。
分層氣流冷卻技術利用對熱交換器的一層氣流來完成板的冷卻。來自氣體放大刀的氣流以相對高的速度但稍微較少的量沖擊產(chǎn)品，因此減少來自加熱區(qū)的助焊劑蒸汽的輸送。因為冷卻氣體從熱交換器表面而不是穿過其肋片流過，助焊劑沉淀的積累很少，其表面可通過簡單的、定期的擦拭來清潔。這些空氣刀也用來引入大多數(shù)壓縮氮氣到爐內(nèi)。從冷卻區(qū)通過爐膛反過來到加熱區(qū)的正壓氣流減少下游污染。因為給爐內(nèi)氣體的氮氣主要通過空氣刀注入，污染的氣體可以通過IFM清除，當其流到加熱區(qū)時。然后過濾的氣體可以在加熱模塊內(nèi)循環(huán)或回到冷卻區(qū)。這個反向的流動安排事實上消除冷卻區(qū)的污染。
給出這個理論的邏輯之后，下一步是評估分層氣體系統(tǒng)的維護和性能特點。下面使用三個空氣刀。第一個刀控制從液體到固體的轉(zhuǎn)變，達到光亮錫點所希望的微結構和控制金屬間的增長。第二、三個空氣刀直接涉及控制板的出來溫度。減少要求維護停機時間的兩個關鍵點是減少空氣刀上累積的殘留數(shù)量和使其容易清除和更換定期抹擦。
對評估維護與時間表現(xiàn)已進行實驗室測試。將傳統(tǒng)的吹風機/熱交換器設計與分層氣流系統(tǒng)進行比較。每個冷卻技術都暴露給一個受控的助焊劑量，每24小時600克，測量冷卻效果。標準的吹風機方法在第二個周末之前即顯示冷卻能力的大大減弱。在12周結束時，這個方法下降到少于10%的效率，每秒-0.2°C的冷卻率。為了維持每秒-1.5°C的可接受冷卻率，要求以四到六周的時間框架進行主要維護。另一方面，分層技術在達到20周的暴露時仍保持80%的效率。
可靠性和可維護性的進步在固定資產(chǎn)設備上總是希望的。氮氣回流爐的冷卻過程是一個特別麻煩的區(qū)域。可是，在集成助焊劑管理和分層氣流冷卻系統(tǒng)中的進步已經(jīng)證明大大地延長維護時間間隔。現(xiàn)在存在將兩個技術結合的可能性，提供甚至更好的結果。