Para cada aumento de 100 PPM no teor de oxigênio dentro do forno de reFluxo, a taxa de ocorrência de vazios nas juntas de solda inferiores QFN aumenta em 1,8 pontos percentuais. Este é um padrão que confirmamos após rastrear dados de 12 linhas de produção em fornos de refluxo JiaJinYuan por três meses consecutivos. Especialmente ao usar pasta de solda SAC305 com PCBs de cobre com acabamento OSP, a proporção média de área vazia foi reduzida de 8,7% para 2,3% sob atmosfera de nitrogênio, enquanto depois de mudar o mesmo forno para modo de ar normal, os vazios recuperaram para acima de 7,9%.

A pureza e a vazão do nitrogênio devem ser controladas de forma síncrona

Observações no local descobriram que muitas linhas de produção se concentram apenas em saber se o nitrogênio está conectado, ignorando os efeitos da degradação da pureza e das flutuações do fluxo. Se a interface de nitrogênio equipada padrão nos fornos de refluxo JiaJinYuan não estiver equipada com um filtro secundário, o ponto de orvalho aumentará para -35°C após 72 horas de operação, fazendo com que a umidade se misture na câmara do forno e, em vez disso, exacerbe a oxidação interfacial. Exigimos que o ponto de orvalho da fonte de nitrogênio seja ≤ -60°C e o teor de oxigênio ≤ 10 PPM. Enquanto isso, o medidor de vazão deve ser instalado na seção reta do tubo na entrada de ar do forno para evitar que a vazão caia abaixo de 12 L/min devido à flexão da mangueira. Tais flutuações farão com que a concentração local de oxigênio exceda o valor crítico, induzindo microvazios agrupados.

A vedação da câmara é o pré-requisito para a eficácia do nitrogênio

Após o envelhecimento das cortinas de entrada e saída no transportador frontal dos fornos de refluxo JiaJinYuan, se a lacuna aumentar em 0,5 mm, será suficiente atrair o ar externo para a zona de alta temperatura na forma de turbulência. Nessa condição, o conteúdo medido de oxigênio na câmara saltou do conjunto de 50 PPM para 320 PPM. Portanto, usamos um espectrômetro de massa de hélio para realizar verificações importantes de vazamentos em três locais no corpo do forno todos os meses, incluindo o flange de penetração na parede do trilho, o anel de vedação da janela de observação da seção de resfriamento e as conexões da válvula desviadora de nitrogênio. Quaisquer pontos de vazamento encontrados devem ser imediatamente substituídos por vedações de borracha fluorada em vez de aplicar selante temporariamente.

O perfil de temperatura deve ser recalibrado para se adaptar ao ambiente de nitrogênio

A condutividade térmica do nitrogênio é 12% menor que a do ar. Sob a mesma potência de aquecimento, a resposta da temperatura do forno atrasa aproximadamente 4,3 segundos. Se o perfil do modo ar for reutilizado diretamente, o pico de temperatura real será 1,8°C inferior ao esperado. Exigimos que todos os fornos de refluxo JiaJinYuan alterados para o modo de nitrogênio executem novamente as placas de teste de perfil de temperatura, aumentando a taxa de aceleração em 0,3°C/s, estendendo o tempo de imersão em 8 segundos e aumentando a temperatura de pico em 2,2°C. Caso contrário, umedecimento e espalhamento insuficientes da pasta de solda causarão um crescimento desigual da camada do composto intermetálico Cu6Sn5, com vazios concentrados no centro das juntas de solda e não nas bordas.

O ritmo de purga de nitrogênio deve corresponder à velocidade do transportador e ao tipo de transportador

Ao usar bandejas perfuradas para carregar dispositivos QFN, se o nitrogênio for soprado apenas de um lado da parte superior do forno, uma zona morta de fluxo de ar se formará abaixo da bandeja. Mudamos para o módulo de contra-sopro padrão de lado duplo equipado nos fornos de refluxo JiaJinYuan, ajustamos o ângulo do bico de nitrogênio para 18° em relação à direção do transportador e operamos a uma velocidade do transportador de 1,2 m/min, permitindo que o nitrogênio penetrasse efetivamente nas perfurações da bandeja e cobrisse todas as superfícies de contato das juntas de solda. Após esse ajuste, o desvio padrão da dispersão de vazios da esfera de solda BGA diminuiu de 1,47 para 0,63.