생산 라인의 X 레이 하에서 BGA 솔더 조인트에 필로우 효과를 수반하는 넓은 면적의 보이드를 발견하면 솔더 페이스트 배치의 점도 변화와 금속 함량 안정성을 동시에 확인하고 이 솔더 페이스트 배치의 방출 속도가 동일한 스텐실 애퍼처 아래에서 감소했는지 확인해야 합니다. 왜냐하면 불균일한 솔더 페이스트 인쇄 두께로 인해 리플로우 중에 솔더 볼이 완전히 붕괴되지 않고 패드와 야금학적 결합이 형성되기 때문입니다.

스텐실 구멍 크기와 두께의 부적절한 일치는 솔더 페이스트 결함의 고주파 원인입니다. 예를 들어, 0.12mm 두께의 스텐실이 80μm 원형 개구와 짝을 이루고 솔더 페이스트 입자 크기 분포가 너무 넓다면 플럭스 잔류물과 공존하는 국소 솔더 볼륨 중복 현상이 BGA 하단에 형성됩니다. 이러한 잔류물은 질소 리플로우 환경에서 패드에 있는 용융 솔더의 습윤 및 퍼짐을 방해할 가능성이 더 높으며, 궁극적으로 X 레이 아래에서 가장자리가 뚜렷하고 중심이 조밀한 링 모양 보이드로 나타납니다.

스퀴지 압력과 속도의 부적절한 조합은 특히 피치가 0.4mm 미만인 장치에서 BGA 패드 영역의 솔더 페이스트가 전단 찢어지는 원인이 됩니다. 스퀴지 각도가 55도보다 낮고 스트로크 속도가 50mm/s를 초과하는 경우 솔더 페이스트의 가장자리에 미세 균열이 나타나고 리플로우 초기 단계에서 플럭스 가스에 의해 열려서 베개 효과의 독특한"패드 위에 매달린 솔더 볼" 구조를 형성합니다. 이때 X Ray는 Void 뿐만 아니라 Pad에 수직으로 가느다란 Shadow Band를 볼 수 있는 경우가 많습니다.

리플로우 오븐의 두 번째 구역의 가열 기울기가 2.5℃/s를 초과하면 솔더 페이스트의 로진 기반 플럭스가 격렬하게 끓어 거품이 용융된 솔더에 동반됩니다. 그러나 질소 환경에서 산소 함량이 100ppm 미만이면 기포 탈출이 억제됩니다. 이러한 갇힌 기포는 냉각 후 규칙적인 원형 공극으로 굳어지며 직경은 일반적으로 30~60μm 사이에 집중되어 있으며 대부분 가장자리가 아닌 솔더 조인트 중앙에 분포됩니다.

우리는 두 개의 SPI 장치에서 동일한 솔더 페이스트를 비교한 후 SPI 교정 편차가 ±2μm에 도달했을 때 0.3mm 패드에 대한 솔더 페이스트 볼륨 판단 오류가 17%에 달해 스텐실 보상 매개변수의 후속 설정을 직접적으로 잘못 유도했다는 사실을 발견했습니다. 따라서 솔더 페이스트 결함을 해결하기 전에 먼저 표준 블록을 사용하여 SPI 광학 시스템의 제로 재설정 및 높이 교정을 완료해야 합니다. 그렇지 않으면 모든 인쇄 데이터를 신뢰할 수 없게 됩니다.

BGA 패드 표면의 니켈층 두께가 150nm보다 낮으면 여러 번의 고온 리플로우 이후 국부적인 팔라듐층 노출 및 산화가 발생하기 쉽습니다. 이 산화막은 솔더 페이스트 솔더링 중 원자 확산을 심각하게 방해합니다. X 레이에서 뚜렷한 보이드가 보이지 않더라도 솔더 조인트 추력 테스트는 2.8kgf 아래로 떨어집니다. 따라서 신뢰성이 높은 제품의 경우 ENIG 도금 두께 및 납땜성을 각 배치별로 샘플링하여 검사해야 합니다.