Untuk setiap peningkatan 100 PPM kandungan oksigen di dalam oven reflow, tingkat terjadinya rongga pada sambungan solder bawah QFN meningkat sebesar 1,8 poin persentase. Ini adalah pola yang kami konfirmasi setelah melacak data dari 12 lini produksi oven reflow JiaJinYuan selama tiga bulan berturut-turut. Terutama ketika menggunakan pasta solder SAC305 dengan PCB tembaga berlapis OSP, rasio area rongga rata-rata berkurang dari 8,7% menjadi 2,3% dalam atmosfer nitrogen, sedangkan setelah mengalihkan oven yang sama ke mode udara normal, rongga meningkat kembali hingga di atas 7,9%.

Kemurnian nitrogen dan laju aliran harus dikontrol secara serempak

Pengamatan di lokasi menemukan bahwa banyak lini produksi hanya fokus pada apakah nitrogen terhubung, sementara mengabaikan efek penurunan kemurnian dan fluktuasi aliran. Jika antarmuka nitrogen yang dilengkapi standar pada oven reflow JiaJinYuan tidak dilengkapi dengan filter sekunder, titik embun akan naik hingga -35°C setelah 72 jam pengoperasian, menyebabkan uap air bercampur ke dalam ruang oven dan malah memperburuk oksidasi antarmuka. Kami mensyaratkan titik embun sumber nitrogen harus ≤ -60°C dan kandungan oksigen ≤ 10 PPM. Sedangkan flow meter harus dipasang pada bagian pipa lurus pada saluran masuk udara oven untuk menghindari penurunan aliran seketika di bawah 12 L/menit akibat tekukan selang. Fluktuasi seperti itu akan menyebabkan konsentrasi oksigen lokal melebihi nilai kritis, sehingga menyebabkan terbentuknya mikrovoid yang berkelompok.

Penyegelan ruang merupakan prasyarat untuk efektivitas nitrogen

Setelah tirai saluran masuk dan saluran keluar pada konveyor depan oven reflow JiaJinYuan menua, jika celah melebar 0,5 mm, maka cukup untuk menarik udara luar ke zona suhu tinggi dalam bentuk turbulensi. Dalam kondisi ini, kandungan oksigen dalam ruangan yang diukur melonjak dari yang ditetapkan 50 PPM menjadi 320 PPM. Oleh karena itu, kami menggunakan spektrometer massa helium untuk melakukan pemeriksaan kebocoran kunci di tiga lokasi pada badan oven setiap bulan, termasuk flensa penetrasi dinding rel, cincin penyegel jendela pengamatan bagian pendingin, dan alat kelengkapan katup pengalih nitrogen. Setiap titik kebocoran yang ditemukan harus segera diganti dengan segel fluororubber alih-alih menggunakan sealant untuk sementara.

Profil suhu harus dikalibrasi ulang untuk beradaptasi dengan lingkungan nitrogen

Konduktivitas termal nitrogen 12% lebih rendah dibandingkan udara. Dengan daya pemanasan yang sama, respons suhu tungku tertinggal sekitar 4,3 detik. Jika profil mode udara digunakan kembali secara langsung, suhu puncak sebenarnya akan menjadi 1,8°C lebih rendah dari yang diperkirakan. Kami mengharuskan semua oven reflow JiaJinYuan yang dialihkan ke mode nitrogen harus menjalankan kembali papan uji profil suhu, meningkatkan laju ramp-up sebesar 0,3°C/s, memperpanjang waktu perendaman sebesar 8 detik, dan menaikkan suhu puncak sebesar 2,2°C. Jika tidak, pembasahan dan penyebaran pasta solder yang tidak mencukupi akan menyebabkan pertumbuhan lapisan senyawa intermetalik Cu6Sn5 yang tidak merata, dengan rongga terkonsentrasi di tengah sambungan solder daripada di tepinya.

Ritme pembersihan nitrogen harus sesuai dengan kecepatan konveyor dan jenis pembawa

Saat menggunakan baki berlubang untuk memuat perangkat QFN, jika nitrogen hanya ditiupkan dari satu sisi bagian atas oven, zona mati aliran udara akan terbentuk di bawah baki. Kami beralih ke modul counter-blow dua sisi standar yang dilengkapi pada oven reflow JiaJinYuan, menyesuaikan sudut nosel nitrogen hingga 18° relatif terhadap arah konveyor, dan beroperasi pada kecepatan konveyor 1,2 m/mnt, memungkinkan nitrogen menembus perforasi baki secara efektif dan menutupi semua permukaan kontak sambungan solder. Setelah penyesuaian ini, standar deviasi dispersi kekosongan bola solder BGA menurun dari 1,47 menjadi 0,63.