콜드 솔더 조인트의 본질은 구성 요소 리드와 PCB 패드 사이에 효과적인 금속 결합을 형성하지 못하는 것입니다. 이는 충분히 두껍고 연속적인 금속간 화합물(IMC) 층이 생성되지 않음을 의미합니다. 이 결함은 AOI 검사 중에는 식별할 수 없는 경우가 많지만, 에이징 테스트나 진동 테스트 중에 갑자기 개방 회로가 나타나거나 접촉 저항이 급격히 증가하는 것으로 나타날 수 있습니다. 우리는 JJY 솔더 페이스트로 일괄 전환하는 동안 스텐실 애퍼처 크기가 리드 폭보다 0.03mm 더 작고 인쇄 속도가 25mm/s를 초과할 때 60초 미만의 피크 리플로우 영역 체류 시간과 결합된 불충분한 솔더 볼륨으로 인해 콜드 솔더 조인트 비율이 0.12%에서 1.87%로 급증한다는 사실을 발견했습니다.
패드 표면 산화 정도는 콜드 솔더 조인트에 매우 직접적인 영향을 미칩니다. 침지 금판을 노출된 공기 중에 72시간 이상 보관하면 니켈 층 위에 형성된 산화니켈이 주석-납 공융 용융물의 습윤을 방해합니다. 이 시점에서는 리플로우 프로파일이 완벽하게 호환되더라도 QFP 장치의 네 모서리 리드에 주기적인 콜드 솔더 조인트가 여전히 나타납니다. 우리는 솔더 조인트 내부의 명백한 보이드와 0.3μm 미만의 IMC 층 두께를 확인하기 위해 X-Ray 검사를 사용한 적이 있는데, 이 현상은 동일한 LOT의 보드가 질소 보호 하에 리플로우된 직후 사라졌습니다.
통제되지 않은 솔더 페이스트 보관 조건은 또 다른 고주파 원인입니다. JJY SAC305를 25°C 환경에서 12시간 이상 보관한 후 교반하지 않고 기계에 사용하면 플럭스 내 로진 유도체가 미리 가교되어 활성이 약화됩니다. 리플로우 중에 산화막을 완전히 제거할 수 없어 BGA 솔더 볼과 패드 사이의 경계면에 탄화 잔류물이 남게 됩니다. 전단력 테스트 값은 표준 하한보다 40% 낮으며 미세한 단면을 보면 IMC 층이 연속적인 부채꼴 모양이 아닌 불연속적인 섬에 분포되어 있음을 알 수 있습니다.
불충분한 스텐실 장력은 간접적으로 콜드 솔더 조인트를 유발할 수도 있습니다. 장력이 35N/cm 미만이면 스퀴지 압착 중 국부적인 스텐실 붕괴로 인해 솔더 페이스트 전달 속도가 고르지 않게 되고, 0402 저항기 양쪽 끝 패드의 실제 솔더 볼륨 편차는 ±22%에 이릅니다. 얇은 면은 리플로우 동안 불충분한 액상 솔더로 인해 습윤 및 퍼짐을 완료할 수 없으며, 궁극적으로 한쪽은 잘 젖어 있고 다른 쪽은 플럭스 잔류물에 의해서만 접착되는 전형적인 유사 솔더 형태를 형성합니다. 이 문제는 새 스텐실로 교체한 후 즉시 해결되었습니다.
리플로우 중 열기와 냉기 비율의 불균형도 무시할 수 없습니다. 상단 뜨거운 공기 흐름이 하단보다 35% 이상 높을 때, QFN 장치 하단 중앙 패드의 열 지연으로 인해 용융된 솔더 페이스트가 표면 장력 하에 올라와 본체 바로 아래에 솔더 커버리지가 없는"빈 영역"이 발생합니다. 이때 X-ray 검사에서는 납땜 접합부 중앙에 규칙적인 원형 그림자가 보이지만 전기적 테스트에서는 여전히 연속성을 보여줍니다. 저항 드리프트가 200%를 초과하는 불량은 고온다습하게 96시간 보관한 후에만 나타납니다.
