Ang paghihinang ng nitrogen reflow ay hindi lamang pagpuno ng nitrogen sa silid ng pugon; ito ay isang closed-loop na sistema ng proseso na gumagamit ng oxygen na nilalaman ng Solder Paste bilang benchmark ng pagsukat at dew point bilang control lever. Dinisenyo ito para sa mga high-end na linya ng produksyon ng SMT na may mahigpit na mga kinakailangan para sa kalidad ng metalurhiko ng mga solder joints, na nakaposisyon upang malutas ang tatlong pangunahing mahirap na isyu: pinatindi ang mataas na temperatura na oksihenasyon ng lead-free solder paste, narrowed activity window ng Flux, at hindi sapat na basa ng maliliit na pad, sa halip na palitan ang air Reflow Soldering para sa murang produksyon ng conventional consumer-grade board.

Ang unang pangunahing bentahe ay ang malinaw at maaaring kopyahin na pagbawas sa solder joint void rate. Kapag ang sinusukat na dew point sa loob ng furnace ay hinigpitan mula -20°C hanggang -40°C at ang nilalaman ng oxygen ay sabay-sabay na nabawasan mula 500 PPM hanggang 100 PPM, ang X-ray inspection ng solder joints sa ilalim ng 0.4 mm pitch QFN ay nagpapakita na ang average void area ay bumaba mula 18.7% hanggang 4.3%. Ang data na ito ay nagmumula sa aming tatlong magkakasunod na buwan ng mga paghahambing sa sampling sa 6 na linya ng produksyon, na may sample na laki na ≥120 na device bawat batch, at lahat ng mga pagsubok ay nakumpleto sa ilalim ng parehong solder paste batch, parehong stencil aperture, at parehong mga parameter sa pag-print, na inaalis ang interference mula sa mga front-end na variable.

Ang pangalawang bentahe ay makikita sa pinalawig na aktibong tagal ng pagkilos ng bagay sa solder paste. Sa ilalim ng nitrogen atmosphere, ang temperatura ng decomposition ng rosin resin ay lumilipat sa mas mataas na temperatura ng humigit-kumulang 15°C, na nagpapahintulot sa mga aktibong sangkap na mapanatili ang isang epektibong konsentrasyon sa loob ng 10 segundo bago ang pinakamataas na temperatura, at sa gayon ay pinapagana ang tinunaw na panghinang na kumpletuhin ang pagkalat sa loob ng kritikal na wetting window. In sa aming mga comparative test, nalaman namin na kapag nagso-soling ng 01005 resistors na may parehong no-clean solder paste sa air at nitrogen environment, ang solder joint bridging rate ay bumaba mula 0.12% hanggang 0.03%, habang ang tombstoning rate ay nabawasan mula 0.08% hanggang sa undetectable. Ang resultang ito ay lubos na naaayon sa TGA thermogravimetric analysis curves na ibinigay ng Solder Paste Manufacturer.

Ang ikatlong bentahe ay ang pagpapabuti sa kapal at pagkakapareho ng solder joint IMC layer. Pinipigilan ng nitrogen environment ang sobrang mabilis na pag-ulan at pag-coarsening ng Cu6Sn5 sa molten solder. Sinusukat sa peak temperature na 245°C para sa isang partikular na automotive-grade MCU BGA package, ang average na kapal ng interfacial IMC layer ng solder joints na nakuha ng nitrogen reflow soldering ay 2.1 μm na may standard deviation na 0.38 μm, habang ang mga katumbas na value para sa air reflow soldering ay 3.0.9 μm na may standard deviation na 3.4 μm. Nangangahulugan ito na ang panganib ng thermal cycling failure ay makabuluhang nabawasan, lalo na para sa AEC-Q200 certification, kung saan ang PASS rate ng -40°C hanggang 125°C 1000-cycle na pagsubok ay tumaas ng 27 porsyentong puntos.

Ang mga naaangkop na sitwasyon ay napaka-espesipiko; hindi lahat ng produkto ay dapat magpatibay ng nitrogen reflow. Para sa mga board tulad ng mga WiFi module na naglalaman ng malaking bilang ng 0.3 mm pitch RF QFN at may malalaking lugar na thermal pad sa ibaba, dapat gamitin ang nitrogen para kontrolin ang void rate sa loob ng 8% threshold na tinatanggap ng customer. Mayroon ding mga automotive-grade TDDI chips, na ang solder ball diameter ay 0.25 mm lamang; Ang paghihinang ng reflow ng hangin ay madaling kapitan ng bahagyang hindi natutunaw na mga bolang panghinang o basang anggulo >30°, habang sa ilalim ng mga kondisyon ng nitrogen, ang first-pass na ani ay tumataas mula 76% hanggang 99.2%. Gayunpaman, para sa mga board tulad ng mga ordinaryong USB HUB motherboard na may halong through-hole at surface-mount na mga bahagi at may mga device pin pitch sa pangkalahatan >0.65 mm, ang pagpilit sa paggamit ng nitrogen ay tataas lamang ang mga gastos sa pagkonsumo ng nitrogen at mga panganib sa pagbabago ng dew point, na hindi katumbas ng halaga sa pagkawala.

Ang unang punto na dapat tandaan para sa pagpili ng kagamitan ay ang dew point sensor ay dapat na naka-install sa labasan ng furnace cooling zone kaysa sa gas inlet, dahil ang gas lang dito ang tunay na sumasalamin sa aktwal na estado ng soldering chamber. Minsan ay nakatagpo kami ng isang factory na gumamit ng inlet reading sa mga pekeng parameter ng proseso, na nagreresulta sa isang tunay na dew point fluctuation na ±8°C sa loob ng furnace, na paulit-ulit na nagdulot ng mahinang basa sa parehong batch ng solder paste. Ang pangalawang punto ay ang oras ng pagtugon ng oxygen analyzer ay dapat na ≤1.5 segundo, kung hindi, hindi nito makukuha ang mabilis na pagbabago ng gradient ng konsentrasyon ng oxygen sa panahon ng heating ramp. Maraming murang instrumento ang may nominal na qualified accuracy ngunit lagging dynamic na tugon, na humahantong sa hindi tumpak na pagsasaayos ng PID. Ang ikatlong punto ay ang nitrogen purity ay hindi lamang umaasa sa outlet index ng nitrogen generator; dapat masukat ang nilalaman ng multi-point na oxygen sa loob ng furnace. Na-verify namin na para sa parehong kagamitan, ang nilalaman ng oxygen na sinusukat sa harap, gitna, at likod na mga seksyon ng furnace ay maaaring mag-iba ng hanggang 60 PPM, at ang mga sinusukat na halaga sa gitna at likod na mga seksyon ay dapat gamitin bilang batayan para sa pagtatakda ng mga threshold ng alarma.