PCB技術 - PCBA講堂：窒素（N 2）を用いたSMTリフロー炉

SMTリフロー炉への窒素ガス（N 2）添加の主な目的PCBA処理プロセスは、はんだ付け面の酸化を低減し、はんだ付けの濡れ性を改善することである. 窒素は一種の不活性ガスであるから, 金属で化合物を生成することは容易ではない. 空気中の酸素と金属との接触を避けて酸化反応を起こす.

smtのはんだ付け性を向上させることができる原理（機構）は，窒素環境中のはんだの表面張力が大気への曝露よりも低いことに基づいており，はんだの流動性や濡れ性が向上する。第二に、窒素は、空気中の元の酸素（O 2）およびはんだ付け表面を汚染することができる物質の溶解性を減少させ、特に、第2のサイドリフローはんだ付けの品質の向上のために、高温での半田の酸化を著しく低減する。

実際には、プリント回路基板（PCB）が第1の側（第1の側）にリフローされると、回路基板の第2の側面（第2の側面）の表面処理は、実際に同じ高温を同時に経験する。

回路基板の表面は高温処理により損傷する, 特にOSP表面処理ボード, 高温で急速に酸化が進行する. 窒素添加後, 第1の側が還流されるときに、第2の側は大幅に減らされることができる. 表面処理の酸化度は、第2の側に到達して最良の溶接効果を得るために炉を通過させることができる.

加えて、回路基板が第2の側のリフローはんだ付けを伴う前に、第1の側上のリフローはんだ付けの後、使用されていなくて、さらされていて、空気にさらされる場合、それはまた、容易に酸化問題を引き起こして、第2の側のリフローはんだ付けの間、はんだ棄却または空のはんだ付け問題を引き起こす。

このとき、ENIGの表面処理は「金」であるので、ENIGボードの利点が明らかになる。電流リフロー温度では、第2の表面の表面処理は酸化をほとんど生じない。溶射されたスズ又はスズ板については、第1のリフローはんだ付けの高温により、第2の側面がはんだ付けされる前にIMCが生成され、第2のサイドリフローはんだ付けの信頼性に影響を及ぼす。

ENIG表面処理の2つの潜在的な問題（黒ニッケルとリンリッチ層）及び予防措置PCBパッド

しかし、「窒素は酸化の万能薬ではない」と強調しなければならない部品または回路基板の表面がひどく酸化されたならば、窒素はそれを生命に戻すことができません、そして、窒素はわずかな酸化（それは解決策でなく、解決です）に対する改善効果を持つことができます。実際には、PCBの表面処理と部分がストレージとオペレーションの間、酸化されないことを保証することができる限り、窒素を加えることは、基本的に、あまり効果を持ちません。多くの場合、半田の流れを促進し、半田クライミングの高さを高めることができる。しかし、再び、彼らのPCBと部品の表面処理が酸化されないことを100 %確実にすることができる会社が本当にありません。

私は以前に窒素の利点の多くについて話しました、しかし、再び、「リフローオーブン」で窒素の使用は利益でなくて、無害です。窒素を加えることによって「お金を燃やす」という問題は、窒素がはんだの流れを促進できるからである。それは問題のために、奇妙な音ですか？

はんだの流れがあまりにも良好であるので、抵抗及び容量の墓石効果は、加熱効果が良好であることを意味する。この効果は大部分は良いが、抵抗や容量などの小さなチップ部品の墓石効果を悪化させる可能性がある。）まず、部分の一端が錫を溶かし、他端が錫を溶かすことがないので、溶融した錫の第1の端部は凝集が強化された後、部分を引っ張り始める。0603及び0805サイズの小型抵抗器及びコンデンサについては、その大きさ及びはんだペースト印刷距離によって容易に部品を作製することができる。

さらに、窒素は半田の「芯効果」を増加させ、半田ペーストは部分の半田足の表面に沿って高くなる。これはいくつかの部品のはんだ足のためのボーナスであるかもしれません、しかし、それは若干のコネクタのための剪断であるかもしれません。コネクタのハンダ足が通常他の部分と接続した接触点であるので。これらの接点は、それらがtinnedされる場合、他の問題を引き起こすことがありえる。そして、現在のコネクタ・ピン間隔は非常に狭い。そして、ハンダ・ティンは登るとき、短絡回路を引き起こすことができる。

リフローはんだ付けと窒素の利点

炉酸化を減らす

溶接能力の向上

可解性

は、空隙率（void）を減らす。半田ペーストや半田パッドの酸化が少なくなるので、ボイドが自然に減少する。

リフローはんだ付けと窒素の欠点

金を燃やす

墓石の確率を上げる

ウィック効果を高める

どんな種類の 回路基板 または窒素リフローはんだ付けに適している?

表面処理型両面リフローはんだ板は窒素に適している。

部品や回路基板がよく錫を食べない場合に使用できます。

窒素を使用した後、耳石欠陥が増加するかどうかに注意してください、そして、コネクタのはんだ足があまりに高いかどうかチェックします？