Nuestras pruebas en la línea de producción han descubierto que cuando se utiliza soldadura en pasta en soldadura por reflujo de nitrógeno, el acabado superficial de las uniones soldadas es significativamente mejor que en un ambiente de aire. Esto se debe a que el nitrógeno suprime eficazmente la oxidación excesiva del polvo de estaño y los componentes activos del fundente a altas temperaturas, Al tiempo que reduce la tensión interfacial entre la soldadura fundida y la almohadilla, lo que da como resultado una humectación y dispersión más completa. Especialmente Al procesar PCB con acabado OSP, la altura de ascenso de la junta de soldadura bajo una atmósfera de nitrógeno aumentó en un promedio de 0,12 mm y el riesgo de puentes disminuyó en aproximadamente un 37 %, lo que es totalmente consistente con los datos de AOI que rastreamos continuamente en 12 lotes.
La soldadura por reflujo de nitrógeno también tiene un impacto sustancial en la vía de descomposición térmica de las resinas a base de colofonia en la soldadura en pasta. Retrasa la tendencia a la carbonización del fundente antes de la temperatura máxima, haciendo que los residuos sean más uniformes y más fáciles de limpiar. In Por el contrario, la misma pasta de soldadura en un ambiente de aire a menudo desarrolla puntos de quemaduras locales por encima de 210 ℃, lo que conduce directamente a una mayor tasa de contacto deficiente para las sondas de prueba de TIC. Una vez comparamos el número de bolas de soldadura para la misma pasta de soldadura sin plomo en dos atmósferas: en condiciones de nitrógeno, el número promedio de bolas de soldadura por placa cayó de 8,6 a 1,3, una reducción del 84,9 %. Este resultado es particularmente destacado en la soldadura de componentes 0201 utilizando aperturas de plantilla de 0,3 mm.
Sin embargo, hay que subrayar que el nitrógeno no es una panacea. Si la soldadura en pasta en sí tiene un bajo contenido de metal o una mala estabilidad de la viscosidad, Ni siquiera la introducción de nitrógeno de alta pureza puede mejorar los problemas de hundimiento. En cambio, una atmósfera reductora demasiado fuerte puede provocar una humectación excesiva que provoque un desbordamiento lateral. Encontramos un lote de soldadura en pasta donde los bordes de las juntas de soldadura parecían brillantes y blanquecinos después del reflujo de nitrógeno. El análisis SEM-EDS confirmó una precipitación anormal en la fase de estaño, que en última instancia se atribuyó a fluctuaciones de temperatura superiores a 2 ℃ durante el transporte en cadena de frío de ese lote.
In operación real de la línea de producción, la configuración del caudal de nitrógeno debe coincidir con la velocidad de la cadena y el volumen de la cámara del horno. Igualamos una velocidad de cadena de 1,8 m/min con un caudal de nitrógeno de 25 L/min. Si el caudal cae por debajo de 20 l/min, la concentración de oxígeno dentro del horno rebotará por encima de las 800 PPM, momento en el que ya se pueden observar débiles puntos oscuros en las almohadillas de OSP. Por el contrario, exceder los 30 l/min provocará alteraciones en la uniformidad de la temperatura, lo que será particularmente propenso a la soldadura en frío en los BGA de la parte inferior de las placas de ensamblaje mixto de doble cara. Las pruebas de pureza del nitrógeno no pueden basarse en los informes de fábrica del fabricante; Es obligatoria la medición diaria In situ de los valores de entrada utilizando un analizador de oxígeno portátil. Requerimos estrictamente que las lecturas en sitio permanezcan estables en 99,99% con fluctuaciones que no excedan ±0,005% antes de permitir el arranque del equipo.
Para las soldaduras en pasta que contienen plata, las ventajas de la soldadura por reflujo de nitrógeno se concentran más en la vida útil de la fatiga térmica. Realizamos pruebas de envejecimiento acelerado: después de los mismos 1000 ciclos de -55 ℃/125 ℃, la longitud de propagación de grietas de las uniones de soldadura QFN soldadas bajo nitrógeno fue un 42 % más corta que en un ambiente aéreo. Esto está directamente relacionado con la supresión de la oxidación de los límites de grano para aleaciones de estaño, plata y cobre en condiciones de bajo oxígeno. Sin embargo, cabe señalar que la protección con nitrógeno puede, en cambio, exacerbar la tendencia a la fractura frágil de las soldaduras en pasta que contienen bismuto. Por lo tanto, antes de cambiar a un proceso con nitrógeno, se deben volver a verificar la curva DSC de la pasta de soldadura y la distribución real del espesor de la capa IMC de las uniones de soldadura.
