무거운 구리 보드(≥3oz)와 12개 이상의 레이어로 구성된 고밀도 다층 보드는 BGA 솔더링 중에 매우 강한 열 관성을 나타냅니다. 등가 열용량은 기존 2레이어 1oz 보드보다 2.3배 이상 높습니다. 표준 리플로우 프로파일을 사용하는 경우 PCB 표면 온도는 실제 뜨거운 공기 출력보다 42초 이상 지연됩니다. 이 시점에서 BGA 하단의 솔더 볼은 완전히 녹지 않은 반면 상단은 이미 과열 및 산화되어 과도한 보이드율과 불연속적인 IMC 층을 직접적으로 유발합니다. 우리는 특정 16층 3온스 전력 무거운 구리 보드를 측정하기 위해 KIC 온도 프로파일러를 사용한 적이 있습니다. 동일한 컨베이어 속도에서 기판 표면의 중심점이 200℃에 도달하는 시간은 가장자리보다 17.6초 늦었습니다. 이로 인해 예열 구역의 전체 지속 시간이 85초에서 132초로 연장되고, 150℃~180℃ 구간의 가열 속도가 0.5℃/s 이내로 감소되었습니다. 그렇지 않으면 BGA 주변의 소형 MLCC는 갑작스러운 열 응력 변화로 인해 숨겨진 균열이 발생하게 됩니다.

담금 영역 온도는 교과서에 따라 단순히 150±5℃로 설정할 수 없으며 기판 내부의 동박 분포에 따라 동적으로 조정해야 합니다. 넓은 구리 주입 영역이 있거나 BGA 영역 아래에 전체 내부 접지면이 있는 경우 담금 온도를 162℃로 올리고 110초 이상 유지해야 합니다. 이러한 방식으로만 열이 구리 층을 완전히 침투하여 솔더 볼 인터페이스에 도달할 수 있습니다. 그렇지 않으면 솔더 페이스트에 있는 플럭스의 활성 구성 요소가 완전히 활성화되지 않은 채 리플로우에 들어가 젖음성이 떨어지고 구형 잔류물이 생성됩니다. JJY S-6300 시리즈 솔더 페이스트는 이러한 작업 조건에서 흡수 영역 끝의 PCB 바닥 온도가 148℃ 이상이어야 합니다. 그렇지 않으면 리플로우 단계에서 비동기 솔더 볼이 녹을 확률이 3.8배 증가합니다.

피크 존의 가열 속도는 초당 0.8℃ 이내로 제어되어야 하며, 피크 온도 창은 235℃에서 238℃ 사이로 엄격히 제한됩니다. 온도가 239℃를 초과하면 BT 수지 기판이 크게 분해되기 시작하고 염화물 이온이 방출되어 SnAgCu 합금의 결정립계가 부식됩니다. 우리는 특정 통신 메인 제어 보드의 일괄 재작업에서 최고 가열 속도를 1.1℃/s에서 0.7℃/s로 줄임으로써 BGA 솔더 조인트에서 X-ray로 감지된 마이크로 보이드(<50μm) 수가 64% 감소한 반면 칩 변형은 127μm에서 83μm로 감소한 것을 발견했습니다. 컨베이어 속도가 감소한 후에는 냉각 구역의 풍속이 동시에 1.8m/s로 증가해야 한다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 그렇지 않으면 솔더 조인트의 IMC 두께가 한계를 초과하여 열 충격 저항의 신뢰성에 영향을 미칩니다.

모든 매개변수 조정은 보드 표면의 측정된 다중 지점 온도 프로파일에만 기초해야 합니다. 템플릿 적용은 엄격히 금지됩니다. 우리는 유사한 구조를 가진 두 개의 보드에 동일한 매개변수 세트를 사용한 적이 있지만 동일한 모델 리플로우 오븐에서 내부 레이어 구리 두께가 0.5oz의 차이가 있습니다. 그 결과 무거운 구리판의 BGA 냉납률은 12.7%에 달한 반면 얇은 구리판의 BGA 냉납률은 0.3%에 불과했다. 차이의 근본 원인은 열 전도 경로의 길이가 11.4mm씩 다르기 때문에 열 응답 시간을 선형적으로 외삽할 수 없다는 것을 결정합니다. 각 모델을 변경하기 전에 동일한 PCB 배치를 사용하여 최소 3번의 열전대 측정을 수행해야 하며, 경험적 추정에 의존하기보다는 매개변수를 수정하기 위해 평균값을 취해야 합니다.