BGA 솔더링 리플로우 프로파일을 디버그할 때 솔더 페이스트의 활성화 온도 범위, 솔더볼 합금 융점 및 PCB 열용량 분포를 결합된 방식으로 고려해야 합니다. 특정 온도대를 단독으로 조정할 수는 없습니다. 그렇지 않으면, 지나치게 짧은 담금 구역은 플럭스 잔류물의 불충분한 휘발을 초래하는 반면, 피크 구역의 지나치게 빠른 온도 상승은 표면 장력이 완전히 해제되기 전에 솔더가 응고되어 가스를 가두어 공극을 형성하게 됩니다.

예열부의 가열속도는 1.2℃/s ~ 1.8℃/s 사이에서 조절되어야 합니다. 이 범위는 용제의 느린 배출을 보장할 뿐만 아니라 솔더 페이스트 붕괴를 방지할 수 있습니다. 속도가 2.0℃/s를 초과하면 JJY 생산 라인은 세 개의 BGA 장치 배치에서 35%가 넘는 보이드 면적 비율과 함께 연속적으로 솔더 접합 가장자리 스파이크를 경험했습니다. 재테스트 결과 이는 솔더 페이스트 내 로진 수지의 조기 탄화로 인해 배기 채널이 막혔기 때문에 발생한 것으로 나타났습니다.

담금 구역 온도는 150℃에서 170℃ 사이로 설정되며 지속 시간은 90초 이상입니다. 이 창은 솔더 페이스트에 있는 모든 유기 캐리어의 분해 피크를 덮어야 합니다. 우리는 BGA 바닥 중심점의 실제 온도가 퍼니스 설정보다 12℃ 낮다는 것을 열전대로 측정했습니다. 따라서 퍼니스 온도 표시가 160℃를 표시할 때 실제 값은 148℃에 불과합니다. 표시된 시간을 60초로 설정하면 실제 유효 흡수 시간은 45초 미만이 되며 공극률은 필연적으로 반등하게 됩니다.

리플로우 피크 온도는 높을수록 좋습니다. Sn63Pb37 솔더볼의 이론적 융점은 183℃이지만, BGA 솔더링에서는 피크가 217℃±3℃에 도달하고 45±5초 동안 유지되어야 합니다. 215℃ 이하에서는 솔더볼 용융이 불충분하여 용융 금속 흐름에 의해 보이드가 압착될 수 없습니다. 220℃ 이상에서는 PCB 패드 동박이 산화되기 쉽고 솔더 마스크 기포가 발생합니다. JJY의 X선 샘플링 검사를 통해 217℃ 플랫폼에서는 보이드가 BGA 중심의 4×4 영역에 집중된 반면, 219℃에서는 이 영역의 보이드가 대신 확장되어 과열로 인해 플럭스가 격렬하게 기화되어 역기압 교란이 발생함을 확인했습니다.

냉각 속도도 마찬가지로 중요하며 -2.5℃/s에서 -4.0℃/s 사이로 유지되어야 합니다. 너무 빠르면 솔더 조인트에 미세 균열이 발생하고 보이드 형태가 굳어지며, 너무 느리면 입자가 거칠어지고 전단 강도가 약해집니다. 동일한 용해로 배치에서 냉각 영역 경사의 차이를 비교했습니다. -3.2℃/s 조건에서 BGA 솔더 조인트 스러스트 통과율은 99.6%인 반면, -1.8℃/s에서는 스러스트 통과율이 87.3%로 급락했습니다. X-ray는 동시에 후자의 보이드 윤곽이 더 불규칙하고 대부분 연결되어 있음을 보여주었습니다.

새로운 솔더 페이스트 배치가 사용되거나 PCB 보드 두께가 변경될 때마다 퍼니스 온도 테스트 보드를 다시 실행해야 합니다. 다양한 솔더 페이스트의 요변성 지수와 용매 끓는점은 최대 15℃까지 다를 수 있고 2.0mm 두께의 FR4 보드의 열 관성은 1.6mm 보드의 열 관성이 23% 더 높기 때문입니다. 기존 프로파일을 사용하면 담금 구역의 실제 온도가 8℃ 이상 낮아져 공극률이 12% 이상으로 직접적으로 회복됩니다.