Selama produksi massal perangkat QFN dengan pitch 0,4 mm, kami menemukan bahwa meskipun akurasi pencetakan pasta solder dikontrol dalam ±15μm, rasio bukaan stensil dipertahankan pada 0,78, dan suhu puncak reflow dikunci secara ketat pada 238℃±2℃, tingkat kekosongan masih sering melebihi 18%. Setelah beralih ke reflow nitrogen JJY, hasil pemeriksaan sinar-X dari batch yang sama menunjukkan bahwa rasio area kosong stabil antara 5,1% dan 6,3%. Hal ini karena lingkungan nitrogen secara signifikan mengurangi laju regenerasi film oksida pada permukaan bola solder, memungkinkan paduan SnAgCu cair menyebar lebih penuh pada permukaan tembaga bantalan dan memberikan jalur pelepasan gelembung yang lebih mulus.
In debugging sebenarnya, tiga set parameter harus disesuaikan secara bersamaan. Laju aliran nitrogen harus disesuaikan secara dinamis sesuai dengan volume tungku dan kecepatan konveyor. Jika kecepatan konveyor 70cm/menit dan panjang tungku 2,8 meter, 15L/menit adalah batas bawahnya; jika tidak, konsentrasi oksigen akan dengan mudah kembali ke atas 200 PPM. Jika waktu holding zone diperpendek hingga di bawah 60 detik, dekomposisi residu fluks yang tidak sempurna justru akan memperparah akumulasi rongga. Selain In, laju pendinginan yang melebihi 3,2℃/s akan menyebabkan retakan mikro pada sambungan solder bawah BGA, sehingga pengaturan kecepatan udara asli harus dipertahankan di bagian pendinginan.
Setelah generator nitrogen JJY dihubungkan ke port flensa depan tungku reflow, kami menggunakan penganalisis oksigen sisa untuk mengukur kandungan oksigen di dalam tungku. Pada akhir zona pemanasan awal, kadarnya turun menjadi 85ppm, dan di seluruh zona reflow, kadarnya berfluktuasi antara 60 dan 90ppm. Pada titik ini, keseragaman ketebalan lapisan IMC sambungan solder meningkat secara signifikan. Penampang SEM menunjukkan bahwa dispersi ketebalan pertumbuhan Cu6Sn5 menyempit dari ±0,82μm dalam kondisi udara menjadi ±0,35μm. Hal ini secara langsung tercermin dalam pengujian siklus suhu -40℃~125℃ pada perangkat BGA, di mana siklus kegagalan rata-rata meningkat dari 832 menjadi lebih dari 1470.
Apa yang mudah diabaikan oleh operator adalah hubungan antara posisi saluran masuk nitrogen dan pengaturan aliran gas di dalam tungku. Jika saluran masuk udara ditempatkan tepat di atas zona pemanasan, aliran udara berkecepatan tinggi akan mengganggu distribusi termal pada permukaan PCB, menyebabkan aliran ulang sambungan solder yang tidak sinkron di keempat sudut QFN. Kami akhirnya memindahkan antarmuka ke sisi bawah badan tungku dan memasang pelat penyekat, sehingga nitrogen masuk melalui dinding dengan sudut 12° sepanjang arah konveyor. Hal ini menghindari kejutan termal sekaligus memastikan efisiensi penggantian atmosfer. Pemeriksaan pengambilan sampel sinar-X dari 12 batch berturut-turut menunjukkan bahwa kesalahan pengulangan posisi kosong kurang dari 0,15 mm.
Pemilihan pasta solder harus dikaitkan dengan proses reflow nitrogen. Kami menghilangkan pasta lama yang mengandung aktivator berbasis rosin dan beralih ke pasta solder tanpa pembersih padatan rendah (4,8%), asam lemah (pH=5,3) yang terverifikasi dari JJY. Suhu awal dekomposisi fluksnya berkurang sebesar 23℃ dalam lingkungan nitrogen, dan jumlah total gas yang mudah menguap berkurang sebesar 37%, sehingga mengurangi produk mudah menguap yang terperangkap sebelum pemadatan solder. Hal ini merupakan salah satu mekanisme kimia inti dalam penurunan laju kekosongan, dibandingkan hanya mengandalkan isolasi fisik oleh atmosfer inert.
