Câu hỏi phổ Biến nhất mà chúng tôi nhận được khi gỡ lỗi lò phản xạ trên dây chuyền sản xuất hàng ngày là: với cùng một loại kem hàn, chất hàn hoạt động tốt trong không khí, nhưng sẽ sáng ngay khi chúng tôi chuyển sang sử dụng nitơ. Tuy nhiên, khách hàng vẫn khăng khăng đòi hàn nitơ—vậy nó có thực sự đáng đầu tư không? Đằng sau câu hỏi này không chỉ đơn giản là vấn đề so sánh độ sáng. Thay vào đó, chúng ta cần kiểm tra xem các miếng đồng OSP có bị ướt hàn đồng đều hay không, liệu các khoảng trống ẩn có tồn tại ở dưới cùng của các gói QFN bước 0,4mm hay không và liệu ba bảng liên tiếp có hiển thị các hạt hàn nhỏ trong quá trình kiểm tra AOI trên bảng y tế hay không. Những hiện tượng này có thể bị loại bỏ như là những bất thường thường xuyên xảy ra trong quá trình hàn không khí, nhưng khi hàn bằng nitơ, chúng trở thành các đặc tính quy trình ổn định và có thể dự đoán được.

Sự khác Biệt về hiệu suất giữa hàn nitơ và hàn không khí lần đầu tiên xuất hiện ở đặc tính làm ướt và lan rộng. In trong môi trường nitơ, các thành phần hoạt tính của dòng hoạt động tập trung hơn trên bề mặt tấm đệm thay vì bị tiêu hao bởi quá trình oxy hóa bằng oxy. Kết quả là, góc tiếp xúc của cùng một loại kem hàn trong nitơ thường giảm 8°~12°. Đặc Biệt đối với chất hàn dán ở nhiệt độ từ trung bình đến thấp với hệ thống axit hữu cơ yếu hoặc gốc nhựa thông, khoảng cách leo ngang trên các miếng đồng sau khi tan chảy trung bình lớn hơn 0,08mm so với trong không khí. Điều này rất quan trọng để triệt tiêu hiện tượng bắc cầu trên các mối hàn Micro-BGA bước 0,3mm. In hàn không khí, độ trễ làm ướt do tắc nghẽn màng oxit cục bộ dễ dàng tạo thành cổ hình lưỡi liềm ở rìa của mối hàn, trở thành điểm bắt đầu của các vết nứt nhỏ trong chu kỳ nhiệt tiếp theo.

Kiểm soát khoảng trống là đề xuất có giá trị hấp dẫn nhất của hàn nitơ. Trong cùng một thiết lập máy In DEK + lò phản xạ BTU, chúng tôi đã thử nghiệm một miếng dán hàn SAC305 nhất định trên các thành phần BGA 12 × 12mm trên bảng 6 lớp. Trong điều kiện hàn không khí, kiểm tra bằng tia X cho thấy tỷ lệ rỗng của mối hàn trung bình là 18,7%, với điểm đơn tối đa là 26,3%. Sau khi chuyển sang bảo vệ bằng nitơ, tỷ lệ khoảng trống trên toàn bộ bảng giảm xuống còn 5,2% và hơn 95% mối hàn có diện tích khoảng trống nhỏ hơn 3%. Sự cải thiện này không đạt được bằng cách tăng nhiệt độ cao nhất. Thay vào đó, nitơ ngăn chặn đáng kể việc lưu giữ các khí dễ bay hơi được tạo ra trong quá trình phân hủy từ thông ở nhiệt độ cao bên trong chất hàn nóng chảy. In, đặc Biệt, các chất kích hoạt thường được sử dụng trong kem hàn, chẳng hạn như axit sebacic và axit adipic, thay đổi quá trình nhiệt phân của chúng trong điều kiện thiếu oxy, giải phóng CO? với tốc độ nhẹ nhàng hơn và dễ trốn thoát hơn.

Hình thái bề mặt của mối hàn và trạng thái cặn cũng cho thấy sự khác Biệt mang tính hệ thống. Các mối hàn sau khi hàn nitơ thường có độ bóng như gương và đường viền sắc nét. Điều này là do trong môi trường không có oxy, hướng phát triển hạt của hợp kim SnAgCu đồng đều hơn và độ co ngót do sức căng bề mặt hoàn thiện hơn. In, các mối nối hàn bằng không khí có hơi mờ, hơi xám và có thể nhìn thấy các đốm oxy hóa màu nâu nhạt rải rác dưới kính hiển vi. Thực tế hơn, hình thái dư lượng chất trợ dung cũng khác nhau. Trong điều kiện nitơ, nhựa thông ít bị liên kết ngang và cacbon hóa hơn. Sau khi làm sạch, mức độ ô nhiễm ion trên bề mặt PCBA (thử nghiệm ROSE) trung bình thấp hơn 21,4μg NaCl/cm2. Điều này mang lại sự đảm bảo đáng kể cho độ tin cậy cách điện lâu dài của thiết bị điện tử y tế cấy ghép.

Tất nhiên, hàn nitơ không phải là một giải pháp phổ quát. Khi dây chuyền sản xuất sử dụng chất hàn có hoạt tính cao chứa chất kích hoạt halogen, thay vào đó, nitơ có thể làm trầm trọng thêm xu hướng ăn mòn của nó. Trong quá trình sản xuất thử nghiệm một bảng radar ô tô nhất định, chúng tôi đã gặp phải hiện tượng trở kháng tiếp xúc của đầu dò giường thử nghiệm CNTT tăng lên từng ngày trong môi trường nitơ. Cuối cùng người ta đã xác nhận rằng các ion clorua còn sót lại trong kem hàn khó bị oxy hóa và thụ động hơn trong môi trường khử không có oxy. Ngoài ra, In, đối với kem hàn có khả năng hấp thụ độ ẩm cao, nitơ không thể đảo ngược hiện tượng bắn tung tóe hạt hàn do độ ẩm bên trong bùng phát trong quá trình nóng chảy lại. In những trường hợp như vậy, việc nướng chân không phải được thực hiện trước khi bột nhão vào lò; nếu không, tốc độ dòng nitơ càng cao thì càng xuất hiện nhiều hạt hàn.

Khi lựa chọn một quy trình, chúng ta không thể chỉ dựa vào các bảng tham số; chúng ta phải tính toán chi phí dựa trên các kịch bản cụ thể. Nếu bạn đang sản xuất mô-đun WiFi tiêu dùng với sản lượng 300.000 chiếc mỗi tháng, các mối hàn chủ yếu bao gồm các thành phần 0402/0201 và khách hàng chấp nhận tiêu chuẩn IPC-A-610 Loại 2 thì hàn không khí là hoàn toàn đủ. Việc bổ sung nitơ sẽ lãng phí 180.000 nhân dân tệ mỗi năm cho chi phí nitơ lỏng và chiếm đoạt tài nguyên đường ống nitơ mà không có lý do. Tuy nhiên, nếu bạn đang sản xuất bo mạch mang FPGA cấp độ hàng không vũ trụ với miếng đệm ENIG OSP, kích thước BGA vượt quá 35×35mm và khách hàng yêu cầu tỷ lệ khoảng trống mối hàn ≤5% với báo cáo tia X được cung cấp cho mỗi bảng, thì hàn nitơ không phải là một phần thưởng mà là một yêu cầu đầu vào. In trong trường hợp này, tốt hơn là thay thế lò phản xạ cũ hơn là làm ảnh hưởng đến độ tinh khiết nitơ ≥99,995%. Ngoài ra còn có một trường hợp trung gian: bo mạch MCU cấp ô tô. Khách hàng không có yêu cầu khắt khe về nitơ, nhưng chúng tôi nhận thấy rằng với hàn không khí, 2 ~ 3 trong số 1.000 bảng luôn phát triển các mối hàn và vết nứt nguội sau các thử nghiệm lão hóa. Phân tích cắt ngang cho thấy các cụm microvoid không được phát hiện ở dưới cùng của QFN. In trong những trường hợp như vậy, trước tiên nên tiến hành xác minh so sánh nitơ. Nếu tỷ lệ trống giảm hơn 40% và số lần hỏng hóc giảm xuống 0 thì việc đầu tư vào một máy tạo nitơ nhỏ là đáng giá. Theo các phép đo tại xưởng của chúng tôi, chi phí vận hành hàng năm của mô-đun dòng chảy 10L/phút chỉ bằng 1,7 lần chi phí điện của dây chuyền sản xuất hàn khí, trong khi tỷ lệ làm lại giảm 63%.