Soalan paling biasa yang kami dapat semasa menyahpepijat ketuhar aliran semula pada barisan pengeluaran setiap hari ialah: dengan pes pateri yang sama, pematerian berfungsi dengan baik di udara, tetapi menjadi terang apabila kita beralih kepada nitrogen. Namun pelanggan berkeras untuk pematerian nitrogen-jadi adakah ia sebenarnya berbaloi dengan pelaburan? Di sebalik persoalan ini, ia bukan sekadar soal membandingkan kecerahan. Sebaliknya, kita perlu menyemak sama ada pad tembaga OSP mempunyai pembasahan pateri seragam, sama ada lompang tersembunyi wujud di bahagian bawah pakej QFN padang 0.4mm, dan sama ada tiga papan berturut-turut menunjukkan manik pateri kecil semasa pemeriksaan AOI pada papan perubatan. Fenomena ini boleh diketepikan sebagai anomali sekali-sekala dalam pematerian udara, tetapi di bawah pematerian nitrogen ia menjadi ciri proses yang stabil dan boleh diramal.
Perbezaan dalam prestasi antara pematerian nitrogen dan udara mula-mula muncul dalam tingkah laku membasahkan dan menyebar. In persekitaran nitrogen, komponen aktif fluks bertindak lebih tertumpu pada permukaan pad dan bukannya dimakan oleh pengoksidaan dengan oksigen. Akibatnya, sudut sentuhan pes pateri yang sama dalam nitrogen secara amnya dikurangkan sebanyak 8°~12°. Terutamanya untuk tampal pateri suhu pertengahan hingga rendah dengan sistem asid organik berasaskan rosin atau lemah, jarak pendakian sisi pada pad kuprum selepas lebur adalah secara purata 0.08mm lebih besar daripada di udara. Ini penting untuk menyekat penyambungan pada sambungan pateri Micro-BGA pic 0.3mm. In pematerian udara, lag pembasahan yang disebabkan oleh halangan filem oksida tempatan dengan mudah membentuk leher berbentuk bulan sabit di tepi sambungan pateri, yang menjadi titik permulaan retakan mikro semasa kitaran haba berikutnya.
Kawalan kekosongan adalah cadangan nilai yang paling menarik bagi pematerian nitrogen. Di bawah persediaan ketuhar reflow pencetak DEK + BTU yang sama, kami menguji tampal pateri SAC305 tertentu pada komponen BGA 12×12mm pada papan 6 lapisan. Di bawah keadaan pematerian udara, pemeriksaan sinar-X menunjukkan purata kadar lompang sambungan pateri sebanyak 18.7%, dengan titik tunggal maksimum 26.3%. Selepas beralih kepada perlindungan nitrogen, kadar lompang di seluruh papan menurun kepada 5.2%, dan lebih daripada 95% sambungan pateri mempunyai kawasan lompang yang lebih kecil daripada 3%. Peningkatan ini tidak dicapai dengan menaikkan suhu puncak. Sebaliknya, nitrogen secara ketara menekan pengekalan gas meruap yang dijana semasa penguraian fluks suhu tinggi di dalam pateri cair. In khususnya, pengaktif yang biasa digunakan dalam pes pateri, seperti asid sebasik dan asid adipik, menukar laluan pirolisisnya di bawah keadaan kekurangan oksigen, membebaskan CO? pada kadar yang lebih lembut dan menjadikannya lebih mudah untuk melarikan diri.
Morfologi permukaan sambungan pateri dan keadaan sisa juga menunjukkan perbezaan yang sistematik. Sambungan pateri selepas pematerian nitrogen biasanya mempunyai kilauan seperti cermin dan kontur yang tajam. Ini kerana dalam persekitaran bebas oksigen, arah pertumbuhan butiran aloi SnAgCu adalah lebih seragam, dan pengecutan dipacu tegangan permukaan adalah lebih lengkap. Sebaliknya In, sambungan pematerian udara mempunyai sedikit matte, jerebu kelabu, dan bintik pengoksidaan coklat muda yang berselerak boleh dilihat di bawah mikroskop. Secara lebih praktikal, morfologi sisa fluks juga berbeza. Di bawah keadaan nitrogen, resin rosin kurang terdedah kepada silang silang dan pengkarbonan. Selepas pembersihan, tahap pencemaran ionik pada permukaan PCBA (ujian ROSE) adalah secara purata 21.4μg NaCl/cm2 lebih rendah. Ini memberikan jaminan yang besar untuk kebolehpercayaan penebat jangka panjang bagi elektronik perubatan yang boleh diimplan.
Sudah tentu, pematerian nitrogen bukanlah penyelesaian universal. Apabila barisan pengeluaran menggunakan pes pateri yang sangat aktif yang mengandungi pengaktif halogen, nitrogen sebaliknya boleh memburukkan lagi kecenderungan kakisannya. Semasa pengeluaran percubaan papan radar automotif tertentu, kami menghadapi fenomena bahawa impedans sentuhan probe katil ujian ICT meningkat dari hari ke hari di bawah persekitaran nitrogen. Ia akhirnya disahkan bahawa baki ion klorida dalam pes pateri lebih sukar untuk dioksidakan dan dipasifkan dalam suasana pengurangan bebas oksigen. In Selain itu, untuk pes pateri yang telah menyerap kelembapan teruk, nitrogen tidak boleh membalikkan percikan manik pateri yang disebabkan oleh lembapan dalaman yang pecah semasa pengaliran semula. In kes sedemikian, pembakar vakum mesti dilakukan sebelum pes memasuki ketuhar; jika tidak, semakin tinggi kadar aliran nitrogen, semakin banyak manik pateri akan muncul.
Apabila memilih proses, kita tidak boleh bergantung semata-mata pada jadual parameter; kita mesti mengira kos berdasarkan senario tertentu. Jika anda mengeluarkan modul WiFi pengguna dengan output 300,000 keping sebulan, sambungan pateri terutamanya terdiri daripada komponen 0402/0201, dan pelanggan menerima standard IPC-A-610 Kelas 2, maka pematerian udara adalah mencukupi sepenuhnya. Menambah nitrogen akan membazirkan 180,000 yuan setahun dalam kos nitrogen cecair dan menduduki sumber saluran paip nitrogen tanpa sebab. Walau bagaimanapun, jika anda menghasilkan papan pembawa FPGA gred aeroangkasa dengan pad ENIG OSP, saiz BGA melebihi 35×35mm, dan pelanggan yang memerlukan kadar lompang sambungan pateri ≤5% dengan laporan X-ray disediakan untuk setiap papan, maka pematerian nitrogen bukanlah bonus tetapi keperluan kemasukan. In kes ini, adalah lebih baik untuk menggantikan ketuhar aliran semula lama daripada berkompromi dengan ketulenan nitrogen ≥99.995%. Terdapat juga kes perantaraan: papan MCU gred automotif. Pelanggan tidak mempunyai keperluan yang sukar untuk nitrogen, tetapi kami mendapati bahawa dengan pematerian udara, 2~3 daripada setiap 1,000 papan secara konsisten membangunkan sambungan pateri sejuk dan retak selepas ujian penuaan. Analisis keratan rentas mendedahkan kelompok mikrovoid yang tidak dapat dikesan di bahagian bawah QFN. In kes sedemikian, adalah disyorkan untuk menjalankan pengesahan perbandingan nitrogen terlebih dahulu. Jika kadar kekosongan berkurangan lebih daripada 40% dan bilangan kegagalan menurun kepada sifar, maka melabur dalam penjana nitrogen kecil adalah berbaloi. Mengikut ukuran di bengkel kami, kos operasi tahunan modul aliran 10L/min hanya 1.7 kali ganda kos elektrik barisan pengeluaran pematerian udara, manakala kadar kerja semula menurun sebanyak 63%.
