저온 솔더 페이스트의 Bi 분리는 Sn-Bi 공융 시스템의 Bi과 Sn 사이의 고유한 비혼화성에서 발생하며, 특히 리플로우 중 국부 냉각 속도가 이상적인 조건에서 벗어날 때 Bi-풍부 상이 결정립 경계 또는 부품 종단 근처에 집중되어 기계적 강도와 열 사이클링 내구성이 직접적으로 손상될 때 발생합니다. Bi은 Sn보다 훨씬 높은 융점을 갖고 용융 상태에서 더 낮은 확산성을 갖기 때문에 스텐실이 적용된 증착물 전체에 고르지 못한 열 분포는 페이스트 구성과 공정 매개변수가 긴밀하게 동기화되지 않는 한 미세 구조의 이질성을 증폭시킵니다. 따라서 플럭스 매개체의 점도 프로파일은 저장 및 인쇄 중에 균일한 입자 현탁을 지원하는 동시에 핵 생성이 시작되기 전에 용질 이동을 최소화하기 위해 예열 중에 신속하고 대칭적인 붕괴를 가능하게 해야 합니다.
저온 솔더 페이스트는 일반적으로 180°C 미만에서 작동하며 MLCC 및 통합 안테나와 같은 열에 민감한 구성 요소를 보호하기 위해 165°C~175°C 사이의 피크 리플로우 온도를 목표로 하는 많은 공식이 있지만 이 좁은 열 창은 Bi 상 분리를 제어할 때 오류가 발생할 여지가 거의 없습니다. 왜냐하면 벨트 속도 또는 구역 온도에서 3°C 편차라도 이전 액체 채널을 따라 수지상 Bi 분리를 촉진할 만큼 응고 동역학을 이동할 수 있기 때문입니다. 질소 분위기 리플로우를 사용하는 경우 산소 감소는 습윤성을 향상시키지만 한계 구역의 액상선 이상 시간을 연장하여 합금 입자 크기 분포가 D90으로 좁혀지지 않는 한 밀도 중심 Bi 플로트업 기회를 증가시킵니다<12>
플럭스 화학은 Bi 분리 제어에서 결정적인 역할을 합니다. 왜냐하면 유기산과 할로겐화물이 없는 활성제는 용융 중 산화물 제거 효율과 표면 장력 구배 모두에 영향을 미치고, 과도한 로진 잔류 극성은 접착 수명이 60%RH 이상의 주변 습도에서 45분을 초과하는 경우 솔더 패드 인터페이스에 Bi 클러스터를 고정할 수 있기 때문입니다. 인쇄 속도는 전단으로 인한 입자 이동에 대한 전사 효율의 균형을 맞추기 위해 25mm/s에서 40mm/s 사이로 유지되어야 하며, 스퀴지 압력은 Bi 농축 분획이 침전물 가장자리로 가해지는 번짐을 방지하기 위해 4.5±0.3kgf로 유지되어야 합니다. 리플로우 프로파일은 최대 150°C까지 0.8°C/s 이하의 램프-피크 속도를 요구하며, 액상 구역에 들어가기 전에 보드 전체의 온도를 균질화하기 위해 60-90초 동안 155°C와 162°C 사이에서 제어된 담금질이 필요합니다. 여기서 165°C 이상의 체류 시간은 Bi 침전물의 조대화를 방지하기 위해 45초를 초과해서는 안 됩니다. 단면 SEM-EDS를 사용한 리플로우 후 검사에서는 Bi 분리 심각도가 액상선 위의 총 시간보다 피크 온도 오버슈트와 더 강한 상관관계가 있다는 사실이 일관되게 나타났습니다. 이는 지속 시간이 아닌 일시적인 열 스파이크가 위상 불안정의 주요 동인임을 확인시켜 줍니다.
보관 조건은 분리 성향에 직접적인 영향을 미칩니다. 25°C에서 72시간 이상 숙성하면 고분자 분산제의 입체적 안정화를 극복하는 약한 반 데르 발스 인력으로 인해 측정 가능한 Bi 입자 응집이 발생하기 때문입니다. 특히 페이스트 배치 로트 번호가 혼합 후 간격이 14일을 초과하는 경우라면 더욱 그렇습니다. 90초 동안 1200rpm에서 원심 전단을 통한 재혼합은 초기 점도 등급에 관계없이 120시간 후 35°C에서 발생하는 겔화가 시작되기 전에 수행한 경우에만 분산 균일성을 복원합니다. 솔더 페이스트의 입고 검사에는 요변성 회복이 300초 후에도 88% 이상으로 유지되는지 확인하기 위해 25°C에서 0.1s⁻1 ~ 100s⁻1의 동적 점도 스윕 테스트가 포함되어야 합니다. 왜냐하면 저하된 회복 신호는 입자 캡슐화를 약화시키고 인쇄된 침전물에서 관찰 가능한 Bi 밴딩보다 앞서기 때문입니다. 88.5±0.3wt%를 초과하는 금속 부하의 편차는 과도한 Sn가 Bi의 격자 억제 효과를 희석시키고 응고 중에 입계 확산을 가속화하기 때문에 즉시 격리를 유발합니다.
