솔더 페이스트 플럭스를 PCB 패드에 직접 적용할 수 있는지 여부는 일반화할 수 없습니다. 공정 단계, 부품, 생산 라인 조건에 따라 다릅니다. 예를 들어, BGA 재작업 중에 주사기를 사용하여 제어된 양의 플럭스를 패드에 직접 적용하는 것이 표준 관행입니다. 그러나 플럭스를 솔더 페이스트 대신 사용하고 SMT 배치 전에 모든 보드 패드에 직접 압착하면 스텐실 인쇄 중 비정상적인 솔더 페이스트 점도가 발생하고 이형성이 저하되며 솔더 브리징이 급격히 증가합니다. 특히 OSP 표면 마감 처리된 PCB 패드의 경우 플럭스의 할로겐 활성화제는 구리 패드 산화를 가속화하여 젖음성이 저하됩니다.
우리 작업장은 작년에 배치 납땜 결함을 겪었습니다. 조사 결과 생산 라인이 납품 기한을 맞추기 위해 솔더 페이스트 인쇄 스테이션을 건너뛴 것으로 나타났습니다. 대신 공압 디스펜서를 사용하여 부품 배치 전에 중간 활성 RMA 플럭스를 0402 저항기 패드에 적용했습니다. 리플로우 후 현미경 검사를 통해 모서리가 검게 변하고 불연속적인 IMC 층이 있는 수많은 솔더 조인트가 드러났습니다. 근본 원인은 플럭스가 솔더 파우더로 캡슐화되지 않아 고온에서 과도하게 확산되고 탄화되어 합금 용융 및 계면 반응을 방해한다는 것이었습니다.
게다가 플럭스의 요변성은 솔더 페이스트의 요변성보다 훨씬 낮습니다. 수동 도포 중에는 코팅 두께의 일관성을 제어하기가 어렵습니다. 0.1mm 두께의 코팅이 QFN 열 패드에 국부적으로 0.3mm로 축적되어 리플로우 중에 갇혀 있는 가스가 빠져나올 수 없을 때 보이드가 발생할 수 있습니다. 반대로, 동일한 보드의 0201 커패시터 패드는 지나치게 얇은 코팅으로 인해 납땜이 부족할 수 있습니다. 이러한 일관되지 않은 결함은 종종 AOI 검사에서 누락되며 X-레이를 통해서만 식별할 수 있습니다.
PCB 패드가 직접 플럭스 적용에 적합하려면 세 가지 엄격한 조건이 충족되어야 합니다. 첫째, 패드 표면은 ENIG 또는 침지 은이어야 하며 산화가 없어야 합니다. 둘째, 플럭스는 잔류물이 적고, 고형분 함량이 18% 미만인 무세척 유형이어야 합니다. 셋째, 부품 배치 및 리플로우는 도포 후 2시간 이내에 완료되어야 합니다. 이 시간 범위를 지나면 로진 수지는 가교결합을 시작하여 패드 표면에 필름을 형성하는데, 이는 높은 리플로우 피크 온도에서도 완전히 제거할 수 없습니다.
흔히 간과되는 또 다른 문제는 플럭스의 용제 구성 요소와 PCB 솔더 마스크 잉크 간의 호환성 위험입니다. 한 고객이 녹색 PSR-4000 잉크 패드에 프로필렌 글리콜 에테르가 포함된 플럭스를 사용한 적이 있습니다. 리플로우 후 솔더 마스크 가장자리에 약간의 주름이 발견되었습니다. 이는 납땜 문제가 아니라 용매가 잉크의 가교 구조를 연화시키는 문제였습니다. 따라서 공정 변경 전에 패드, 잉크, 플럭스 조합에 대한 호환성 테스트를 수행해야 합니다. 솔더 조인트 외관에만 기초하여 프로세스를 승인할 수는 없습니다.
마지막으로, 직접 플럭스 적용과 관련된 모든 작업은 배치, 작업자, 적용 방법 및 리플로우 프로필 번호를 기록하여 프로세스 시트에 기록해야 합니다. 그렇지 않으면 문제가 발생할 경우 자재 배치 결함으로 인해 발생했는지 또는 인적 적용 오류로 인해 발생했는지 추적이 불가능합니다. 생산 라인 감독자가 현장 점검을 실시할 때 가장 먼저 확인하는 것은 납땜 연결부가 빛나는지 여부가 아니라 이 기록이 완전한지 여부입니다.
