Penyolderan aliran semula nitrogen bukan sekadar mengisi ruang relau dengan nitrogen; ia adalah sistem proses gelung tertutup yang menggunakan kandungan oksigen pes pateri sebagai penanda aras pengukuran dan titik embun sebagai tuil kawalan. Ia direka bentuk untuk barisan pengeluaran SMT mewah dengan keperluan ketat untuk kualiti metalurgi sambungan pateri, diposisikan untuk menyelesaikan tiga isu sukar utama: pengoksidaan suhu tinggi yang dipergiatkan bagi pes pateri bebas plumbum, tetingkap aktiviti mengecilkan fluks, dan pembasahan pad kecil yang tidak mencukupi, dan bukannya menggantikan pematerian aliran semula udara untuk pengeluaran papan gred pengguna kos rendah.
Kelebihan teras pertama ialah pengurangan yang jelas dan boleh dihasilkan semula dalam kadar lompang sambungan pateri. Apabila takat embun yang diukur di dalam relau diketatkan daripada -20°C hingga -40°C dan kandungan oksigen dikurangkan secara serentak daripada 500 PPM kepada 100 PPM, pemeriksaan sinar-X pada sambungan pateri di bahagian bawah pic 0.4 mm QFN menunjukkan bahawa kawasan lompang purata turun daripada 18.7% kepada 4.3%. Data ini diperoleh daripada perbandingan pensampelan kami selama tiga bulan berturut-turut merentas 6 barisan pengeluaran, dengan saiz sampel ≥120 peranti setiap kelompok, dan semua ujian telah diselesaikan di bawah kelompok tampal pateri yang sama, bukaan stensil yang sama dan parameter pencetakan yang sama, menghapuskan gangguan daripada pembolehubah bahagian hadapan.
Kelebihan kedua dicerminkan dalam tempoh aktif lanjutan fluks dalam pes pateri. Di bawah atmosfera nitrogen, suhu penguraian resin rosin beralih kepada suhu yang lebih tinggi sebanyak kira-kira 15°C, membolehkan komponen aktif mengekalkan kepekatan berkesan dalam masa 10 saat sebelum suhu puncak, dengan itu membolehkan pateri cair menyelesaikan penyebaran dalam tingkap pembasahan kritikal. In ujian perbandingan kami, kami mendapati bahawa apabila memateri perintang 01005 dengan pes pateri tidak bersih yang sama dalam persekitaran udara dan nitrogen, kadar penyambung sambungan pateri menurun daripada 0.12% kepada 0.03%, manakala kadar batu nisan dikurangkan daripada 0.08% kepada tidak dapat dikesan. Keputusan ini sangat konsisten dengan keluk analisis termogravimetrik TGA yang disediakan oleh pengeluar pes pateri.
Kelebihan ketiga ialah peningkatan dalam ketebalan dan keseragaman lapisan IMC sambungan pateri. Persekitaran nitrogen menyekat pemendakan yang terlalu cepat dan kekasaran Cu6Sn5 dalam pateri cair. Diukur pada suhu puncak 245°C untuk pakej BGA MCU gred automotif tertentu, ketebalan purata lapisan IMC antara muka sambungan pateri yang diperolehi oleh pematerian aliran semula nitrogen ialah 2.1 μm dengan sisihan piawai 0.38 μm, manakala nilai yang sepadan untuk pematerian aliran semula udara ialah 3.0.9 μm dengan sisihan piawai 3.4 μm Ini bermakna risiko kegagalan kitaran haba berkurangan dengan ketara, terutamanya untuk pensijilan AEC-Q200, di mana kadar lulus ujian kitaran 1000-40°C hingga 125°C meningkat sebanyak 27 mata peratusan.
Senario yang berkenaan adalah sangat khusus; tidak semua produk harus menggunakan pengaliran semula nitrogen. Untuk papan seperti modul WiFi yang mengandungi sebilangan besar 0.3 mm pic RF QFN dan mempunyai pad haba kawasan besar di bahagian bawah, nitrogen mesti digunakan untuk mengawal kadar lompang dalam ambang 8% yang diterima pelanggan. Terdapat juga cip TDDI gred automotif, yang diameter bola paterinya hanya 0.25 mm; pematerian aliran semula udara terdedah kepada bola pateri yang tidak cair separa atau sudut pembasahan >30°, manakala dalam keadaan nitrogen, hasil hantaran pertama meningkat daripada 76% kepada 99.2%. Walau bagaimanapun, untuk papan seperti papan induk USB HUB biasa yang bercampur dengan komponen lubang telus dan pemasangan permukaan dan mempunyai pic pin peranti secara amnya >0.65 mm, memaksa penggunaan nitrogen hanya akan meningkatkan kos penggunaan nitrogen dan risiko turun naik titik embun, yang tidak berbaloi dengan kerugian.
Perkara pertama yang perlu diperhatikan untuk pemilihan peralatan ialah penderia titik embun mesti dipasang di alur keluar zon penyejukan relau dan bukannya di salur masuk gas, kerana hanya gas di sini yang benar-benar mencerminkan keadaan sebenar ruang pematerian. Kami pernah menemui sebuah kilang yang menggunakan bacaan salur masuk untuk memalsukan parameter proses, mengakibatkan turun naik takat embun sebenar ±8°C di dalam relau, yang berulang kali menyebabkan pembasahan yang lemah dengan kumpulan pes pateri yang sama. Perkara kedua ialah masa tindak balas penganalisis oksigen mestilah ≤1.5 saat, jika tidak, ia tidak dapat menangkap kecerunan kepekatan oksigen yang berubah dengan cepat semasa tanjakan pemanasan. Banyak instrumen kos rendah mempunyai ketepatan nominal yang layak tetapi tindak balas dinamik yang ketinggalan, yang membawa kepada pelarasan PID yang tidak tepat. Perkara ketiga ialah ketulenan nitrogen tidak boleh hanya bergantung pada indeks alur keluar penjana nitrogen; kandungan oksigen berbilang titik di dalam relau mesti diukur. Kami telah mengesahkan bahawa untuk peralatan yang sama, kandungan oksigen yang diukur di bahagian hadapan, tengah dan belakang relau boleh berbeza sehingga 60 PPM, dan nilai yang diukur di bahagian tengah dan belakang mesti digunakan sebagai asas untuk menetapkan ambang penggera.
