볼 마운팅 공정은 단순히 솔더 볼을 쌓는 것이 아니라 솔더 페이스트 인쇄 두께, 리플로우 프로파일 및 솔더 볼 크기가 긴밀하게 일치해야 합니다. 우리는 특정 자동차 MCU 재작업에서 JiaJinYuan의 JGY-708A 솔더 페이스트를 사용하더라도 솔더 페이스트 인쇄 두께 편차가 12μm를 초과할 때 32% 솔더 볼 삭제 및 18% 붕괴가 발생한다는 것을 발견했습니다. 이는 볼 장착 프로세스의 시작점이 스텐실 개구 정확도와 스퀴지 압력의 공동 제어여야 함을 나타냅니다.

솔더 페이스트 선택이 볼 장착 성공 또는 실패를 결정합니다.

JiaJinYuan JGY-708A 솔더 페이스트의 요변성 지수는 4.8, 녹는점은 179°C, Tg 값은 62°C입니다. 플럭스 잔여물 휘발률은 최고 온도 260°C에서 92%를 초과하는데, 이는 BGA 볼 장착 후 추가 세척이 필요한지 여부를 직접적으로 결정합니다. JGY-708A는 리플로우 중 질소 농도가 99.95% 이상으로 유지되고 산소 함량이 50ppm 이하인 경우 무세정 조건에서 X선 ​​검출 공극률이 15% 미만입니다. 그렇지 않으면 보이드율이 28% 이상으로 올라가고 비정상적인 습윤 각도 >90°가 동반됩니다.

솔더볼과 솔더페이스트는 세트로 사용해야 합니다.

우리는 다양한 제조업체의 솔더 볼을 JiaJinYuan 솔더 페이스트와 혼합한 결과를 테스트했습니다. 일치하지 않는 솔더 볼을 사용하는 경우 입자 크기 허용 오차가 ±2.5μm 이내로 제어되더라도 볼 롤링 오프셋이 여전히 11% 발생합니다. 이는 솔더 페이스트의 로진 시스템이 솔더 볼 표면의 산화물 층의 활성화 에너지와 일치하지 않기 때문입니다. 정품 JiaJinYuan 솔더 볼과 함께 사용하는 경우에만 리플로우 초기 단계에서 동기식 습윤이 달성될 수 있으며 액상 온도 범위(179°C~217°C) 내에서 볼 자체 정렬이 완료됩니다. 이때 솔더 접합 추력은 5.2N~5.8N 사이에서 안정적이며 이는 IPC-7095B에서 요구하는 하한인 4.0N보다 훨씬 높습니다.

볼 마운팅 재작업의 주요 제어 포인트

볼 장착 전 BGA 패드를 플라즈마 클리너로 30초 동안 처리하여 유기 오염 물질을 제거해야 합니다. 그렇지 않으면 패드 위 JiaJinYuan 솔더 페이스트의 확산 직경이 0.08mm만큼 줄어들어 솔더 볼이 패드 가장자리를 완전히 덮지 못하게 되고 리플로우 후 솔더 조인트 넥킹 위험이 4배 증가합니다. 한편, 볼 장착 고정구의 클램핑력은 8.5N±0.3N으로 설정되어야 합니다. 압력이 너무 낮으면 솔더 페이스트에 가라앉는 깊이가 충분하지 않아 솔더 볼이 뜨게 되고, 압력이 너무 높으면 솔더 페이스트가 패드 밖으로 압착되어 브리지가 형성됩니다. 두 상황 모두 AOI 검사에서 단일 볼 누락 허위 감지율이 6.7%를 초과하는 결과를 가져옵니다.

리플로우 매개변수는 솔더 페이스트 특성에 맞게 동적으로 조정되어야 합니다.

JiaJinYuan JGY-708A 솔더 페이스트의 활성 창은 195°C~212°C 사이에 집중되어 있습니다. 따라서 리플로우 영역의 가열 기울기는 0.8°C/s±0.1°C/s, 최고 온도는 224°C±2°C, 유지 시간은 65초±5초로 제어되어야 합니다. 유지 시간을 55초로 단축하면 솔더 조인트 IMC 층의 두께는 2.3μm에 불과해 안정적인 솔더링에 필요한 임계값인 3.1μm보다 낮으며, 열 충격 테스트에서 327번째 사이클에서 인터페이스 균열이 발생합니다. 반면에 75초로 연장하면 Cu6Sn5가 Cu3Sn으로 과도하게 성장하여 솔더 조인트의 취약성이 22% 증가합니다.