Nalaman ng aming pagsubok sa linya ng produksyon na kapag ginamit ang Solder Paste sa nitrogen Reflow Soldering, ang surface finish ng solder joints ay mas mahusay kaysa sa isang air environment. Ito ay dahil epektibong pinipigilan ng nitrogen ang labis na oksihenasyon ng tin powder at mga aktibong sangkap sa Flux sa mataas na temperatura, habang binabawasan ang interfacial tension sa pagitan ng tinunaw na panghinang at ng pad, na nagreresulta sa mas kumpletong basa at pagkalat. Lalo na kapag nagpoproseso ng mga PCB na may OSP finish, ang solder joint climb height sa ilalim ng nitrogen atmosphere ay tumaas ng average na 0.12mm, at ang bridging risk ay bumaba ng humigit-kumulang 37%, na ganap na naaayon sa AOI data na patuloy naming sinusubaybayan sa 12 batch.

Ang nitrogen reflow soldering ay mayroon ding malaking epekto sa thermal decomposition pathway ng rosin-based resins sa solder paste. Inaantala nito ang pagkahilig sa carbonization ng flux bago ang pinakamataas na temperatura, na ginagawang mas pare-pareho ang mga nalalabi at mas madaling linisin. In contrast, ang parehong solder paste sa ilalim ng hangin na kapaligiran ay kadalasang nagkakaroon ng mga lokal na scorch spot sa itaas ng 210 ℃, na direktang humahantong sa isang pagtaas ng rate ng mahinang contact para sa ICT test probe. Minsan naming inihambing ang bilang ng mga solder ball para sa parehong lead-free solder paste sa ilalim ng dalawang atmospheres: sa ilalim ng mga kondisyon ng nitrogen, ang average na bilang ng mga solder ball bawat board ay bumaba mula 8.6 hanggang 1.3, isang pagbawas ng 84.9%. Ang resultang ito ay partikular na kitang-kita sa paghihinang ng 0201 na mga bahagi gamit ang 0.3mm stencil aperture.

Gayunpaman, dapat itong bigyang-diin na ang nitrogen ay hindi isang panlunas sa lahat. Kung ang solder paste mismo ay may mababang nilalaman ng metal o mahinang lagkit na katatagan, kahit na ang paglalagay ng high-purity nitrogen ay hindi makakapagpabuti ng mga isyu sa pagbagsak. Sa halip, ang sobrang lakas ng pagbabawas ng atmospera ay maaaring magdulot ng labis na basa na humahantong sa lateral overflow. Nakatagpo kami ng isang batch ng solder paste kung saan lumilitaw na maliwanag at maputi-puti ang mga gilid ng solder joint pagkatapos ng reflow sa nitrogen. Kinumpirma ng pagsusuri ng SEM-EDS ang abnormal na yugto ng pag-ulan ng lata, na sa huli ay na-trace pabalik sa mga pagbabago sa temperatura na lampas sa 2 ℃ sa panahon ng cold-chain na transportasyon ng batch na iyon.

In aktwal na operasyon ng linya ng produksyon, ang setting ng nitrogen flow rate ay dapat tumugma sa bilis ng chain at volume ng oven chamber. Tinutugma namin ang bilis ng chain na 1.8m/min na may nitrogen flow rate na 25L/min. Kung ang daloy ng rate ay bumaba sa ibaba 20L/min, ang konsentrasyon ng oxygen sa loob ng oven ay babalik sa itaas ng 800ppm, kung saan ang mahinang dark spot ay makikita na sa mga OSP pad. Sa kabaligtaran, ang paglampas sa 30L/min ay magdudulot ng mga abala sa pagkakapareho ng temperatura, partikular na madaling kapitan ng malamig na paghihinang sa mga BGA sa ibabang bahagi ng mga double-sided na mixed-assembly board. Ang pagsusuri sa kadalisayan ng nitrogen ay hindi maaaring umasa sa mga ulat ng pabrika ng tagagawa; Ang pang-araw-araw na on-site na pagsukat ng mga halaga ng pumapasok gamit ang isang portable oxygen analyzer ay sapilitan. Mahigpit naming hinihiling na ang mga on-site na pagbabasa ay manatiling stable sa 99.99% na may mga pagbabagu-bago na hindi hihigit sa ±0.005% bago payagan ang pag-start ng kagamitan.

Para sa mga solder paste na naglalaman ng pilak, ang mga bentahe ng nitrogen reflow soldering ay mas puro sa thermal fatigue life. Nagsagawa kami ng mga pinabilis na pagsusuri sa pagtanda: pagkatapos ng parehong 1000 cycle na -55 ℃/125 ℃, ang haba ng pagpapalaganap ng crack ng QFN solder joints na ibinebenta sa ilalim ng nitrogen ay 42% na mas maikli kaysa sa kapaligiran ng hangin. Ito ay direktang nauugnay sa pagsugpo ng oksihenasyon sa hangganan ng butil para sa mga haluang metal na lata-pilak-tanso sa ilalim ng mga kondisyong mababa ang oxygen. Gayunpaman, dapat tandaan na ang proteksyon ng nitrogen sa halip ay maaaring magpalala sa malutong na pagkabali ng bismuth-containing solder pastes. Samakatuwid, bago lumipat sa proseso ng nitrogen, ang DSC curve ng solder paste at ang aktwal na pamamahagi ng kapal ng layer ng IMC ng solder joints ay dapat na muling ma-verify.