การทดสอบสายการผลิตของเราพบว่าเมื่อใช้ครีมบัดกรีในการบัดกรีแบบรีโฟลว์ไนโตรเจน พื้นผิวของข้อต่อบัดกรีจะดีกว่าในสภาพแวดล้อมทางอากาศอย่างมาก เนื่องจากไนโตรเจนยับยั้งการเกิดออกซิเดชันที่มากเกินไปของผงดีบุกและส่วนประกอบที่ทำงานอยู่ในฟลักซ์ที่อุณหภูมิสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขณะเดียวกันก็ลดความตึงเครียดระหว่างพื้นผิวระหว่างโลหะบัดกรีหลอมเหลวและแผ่น ส่งผลให้เปียกและกระจายตัวสมบูรณ์ยิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อประมวลผล PCB ที่มีการเคลือบ OSP ความสูงของการไต่รอยต่อบัดกรีภายใต้บรรยากาศไนโตรเจนเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 0.12 มม. และความเสี่ยงในการเชื่อมต่อลดลงประมาณ 37% ซึ่งสอดคล้องกับข้อมูล AOI ที่เราติดตามอย่างต่อเนื่องใน 12 แบตช์
การบัดกรีแบบรีโฟลว์ด้วยไนโตรเจนยังส่งผลกระทบอย่างมากต่อวิถีการสลายตัวด้วยความร้อนของเรซินที่มีสารขัดสนในสารบัดกรี ช่วยชะลอแนวโน้มการเกิดคาร์บอไนซ์ของฟลักซ์ก่อนอุณหภูมิสูงสุด ทำให้สารตกค้างมีความสม่ำเสมอมากขึ้นและทำความสะอาดได้ง่ายขึ้น ในทางตรงกันข้าม In สารบัดกรีชนิดเดียวกันภายใต้สภาพแวดล้อมทางอากาศมักจะทำให้เกิดจุดไหม้เกรียมในท้องถิ่นที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 210°C ซึ่งส่งผลโดยตรงต่ออัตราการสัมผัสที่ไม่ดีสำหรับโพรบทดสอบ ICT ที่เพิ่มขึ้น ครั้งหนึ่งเราเคยเปรียบเทียบจำนวนลูกบอลบัดกรีสำหรับสารบัดกรีไร้สารตะกั่วเดียวกันภายใต้สองบรรยากาศ: ภายใต้สภาวะไนโตรเจน จำนวนลูกบอลบัดกรีโดยเฉลี่ยต่อกระดานลดลงจาก 8.6 เป็น 1.3 ซึ่งลดลง 84.9% ผลลัพธ์นี้โดดเด่นเป็นพิเศษในการบัดกรีส่วนประกอบ 0201 โดยใช้รูสเตนซิลขนาด 0.3 มม.
อย่างไรก็ตามต้องเน้นย้ำว่าไนโตรเจนไม่ใช่ยาครอบจักรวาล หากตัวประสานมีปริมาณโลหะต่ำหรือมีความเสถียรของความหนืดต่ำ แม้แต่การใช้ไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงก็ไม่สามารถแก้ไขปัญหาการตกตะกอนได้ แต่บรรยากาศที่ลดลงมากเกินไปอาจทำให้เปียกมากเกินไปจนล้นด้านข้าง เราพบชุดสารบัดกรีที่ขอบรอยประสานปรากฏสว่างและเป็นสีขาวหลังจากการรีโฟลว์ในไนโตรเจน การวิเคราะห์ SEM-EDS ยืนยันการตกตะกอนของเฟสดีบุกที่ผิดปกติ ซึ่งท้ายที่สุดแล้วย้อนกลับไปที่ความผันผวนของอุณหภูมิที่เกิน 2°C ในระหว่างการขนส่งแบบโซ่เย็นของชุดนั้น
การทำงานของสายการผลิตจริง In การตั้งค่าอัตราการไหลของไนโตรเจนจะต้องตรงกับความเร็วของโซ่และปริมาตรของห้องเตาอบ เราจับคู่ความเร็วของโซ่ 1.8 ม./นาที กับอัตราการไหลของไนโตรเจน 25 ลิตร/นาที หากอัตราการไหลลดลงต่ำกว่า 20 ลิตร/นาที ความเข้มข้นของออกซิเจนภายในเตาอบจะดีดตัวขึ้นสูงกว่า 800 PPM ซึ่ง ณ จุดนี้จะสามารถสังเกตเห็นจุดด่างดำจาง ๆ บนแผ่น OSP ได้แล้ว ในทางกลับกัน หากเกิน 30 ลิตร/นาที จะทำให้เกิดการรบกวนในความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดการบัดกรีเย็นบน BGA ด้านล่างของบอร์ดประกอบแบบผสมสองด้าน การทดสอบความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนไม่สามารถอาศัยรายงานของโรงงานผู้ผลิตได้ จำเป็นต้องมีการตรวจวัดค่าทางเข้าในสถานที่ทำงานทุกวันโดยใช้เครื่องวิเคราะห์ออกซิเจนแบบพกพา เรากำหนดอย่างเคร่งครัดว่าการอ่านในสถานที่ต้องคงที่ที่ 99.99% โดยมีความผันผวนไม่เกิน ± 0.005% ก่อนที่จะอนุญาตให้อุปกรณ์เริ่มทำงาน
สำหรับผงบัดกรีที่มีส่วนผสมของเงิน ข้อดีของการบัดกรีแบบรีโฟลว์ไนโตรเจนจะมีความเข้มข้นมากกว่าในช่วงอายุความล้าจากความร้อน เราทำการทดสอบการเร่งอายุ: หลังจาก 1,000 รอบเดียวกันที่ -55°C/125° ความยาวการแพร่กระจายของรอยร้าวของข้อต่อบัดกรี QFN ที่บัดกรีภายใต้ไนโตรเจนจะสั้นกว่าในสภาพแวดล้อมทางอากาศ 42% สิ่งนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับการยับยั้งการเกิดออกซิเดชันของขอบเขตเกรนสำหรับโลหะผสมดีบุก-เงิน-ทองแดงภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจนต่ำ อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าการป้องกันไนโตรเจนอาจทำให้แนวโน้มการแตกหักแบบเปราะของเพสต์บัดกรีที่มีบิสมัทรุนแรงขึ้นแทน ดังนั้น ก่อนที่จะเปลี่ยนไปใช้กระบวนการไนโตรเจน จะต้องตรวจสอบเส้นโค้ง DSC ของสารบัดกรีและการกระจายความหนาของชั้น IMC ที่แท้จริงของข้อต่อบัดกรีอีกครั้ง
