BGA 하단 패드의 과잉 솔더 문제는 고립된 현상이 아니라 제어할 수 없는 솔더 페이스트 인쇄 매개변수, 부적절한 스텐실 애퍼처 설계 및 스퀴지 압력 변동이 결합된 결과입니다. Jia Jinyuan 생산 라인에서 0.4mm 피치 BGA 장치 12개 배치를 연속적으로 추적하는 동안 측정된 솔더 페이스트 두께가 0.15mm에 도달했을 때 X-Ray 검사에서 보이드가 불규칙한 응집 형태로 솔더 조인트 중앙 영역에 집중된 것으로 나타났습니다. 두께가 0.12~0.13mm 범위 내로 제어되면 보이드 분포가 상당히 희박해지고 크기가 더 균일해졌습니다.

스텐실 개구는 솔더 페이스트 양과 밀접한 상관관계가 있습니다

스텐실 두께가 0.12mm이고 개구율이 1:1이고 Jia Jinyuan SN63-Pb 솔더 페이스트의 요변성 지수 3.8이 결합된 경우 실제 증착량은 이미 임계 상한선에 접근하고 있습니다. 이때 스퀴지 각도가 60°에서 55°로 떨어지거나 인쇄 압력이 0.2MPa 증가하면 솔더 페이스트 전사율이 9% 이상 증가하여 국부적인 축적이 직접 발생합니다. 리플로우의 초기 용융 단계 동안 이러한 축적은 플럭스 분해 가스의 수직 탈출 경로를 차단하여 가스가 수평으로 압착되어 솔더와 패드 인터페이스 사이에 갇히게 만듭니다.

보이드 위치는 솔더 페이스트 과잉 정도와 밀접하게 연관되어 있습니다.

마이크로포커스 CT를 사용하여 동일한 BGA의 128개 솔더 조인트에 대해 레이어 스캔을 수행한 후, 가장 심각한 솔더 페이스트 과잉이 발생한 24개 솔더 조인트 중에서 21개의 보이드가 솔더/솔더 볼 인터페이스가 아닌 솔더/패드 인터페이스에 위치했음을 확인했습니다. 이는 가스가 솔더볼 자체의 산화물 층에서 나오는 것이 아니라 지나치게 두꺼운 솔더 페이스트 층에 의해 바닥에 갇혀 있음을 나타냅니다. 더욱이, 보이드 종횡비는 일반적으로 3.5보다 크고, 인발된 필라멘트 신장 특성을 나타낸다. 이 형태는 IPC-J-STD-005에서 공정으로 인한 고위험 공백으로 명시적으로 분류됩니다.

리플로우 프로파일은 솔더 페이스트 과잉 결함을 보상할 수 없습니다.

가스 방출을 촉진하기 위해 흡수 구역 시간을 90초로 연장하려는 일부 시도가 있었지만 측정 결과는 대신 공극률을 4.1% 포인트 증가시켰습니다. 그 이유는 과도한 솔더 페이스트가 바닥 패드의 가열 속도를 지연시켜 경계면의 플럭스가 탄화되고 조기에 크러스트를 형성하여 가스 채널을 더욱 잠그기 때문입니다. Jia Jinyuan이 현장에서 질소 분위기로 전환한 후 보이드 개선이 제한되어 문제의 근본 원인이 산소 함량이 아니라 솔더 페이스트 자체의 물리적 축적 형태에 있음을 확인했습니다.

검증 방법에는 정량적 벤치마크가 포함되어야 합니다.

일일 검사는 솔더 페이스트 충만도를 육안으로 판단하는 것에만 의존할 수 없습니다. 각 BGA 영역에 대한 구역별 통계를 수행하려면 SPI 장비를 사용해야 합니다. 특정 영역의 평균 솔더 페이스트 볼륨이 이론값의 115%를 초과하고 표준 편차가 8.2%를 초과하는 경우 스퀴지 평행성과 스텐실 장력을 보정하기 위해 라인을 즉시 중단해야 합니다. 우리는 한때 이 결합된 기준을 무시하여 연속 생산 중에 보이드 결함률이 1.7%에서 6.9%로 증가했으며 재작업 비용이 문제 해결을 위한 가동 중지 시간 손실을 훨씬 초과했습니다.