아직 리플로우 오븐 온도를 조정하기 위해 서두르지 마십시오. QFN 솔더 볼 문제의 90% 이상이 스텐실 애퍼처 설계, 특히 열 패드 중앙 영역과 밀접한 상관관계가 있습니다. 표준 QFN 열 패드 크기는 일반적으로 3.5×3.5mm이지만 많은 공장에서는 여전히 100% 조리개 개구부를 사용하는데 이는 큰 실수입니다. 네 모서리에 0.15mm 둥근 모서리 모따기가 있는 75±3% 에칭 구멍으로 변경해야 합니다. 그렇지 않으면 초기 리플로우 단계에서 솔더 페이스트가 가장자리 쪽으로 압착되어 0.2~0.4mm 구형 솔더 볼로 굳어집니다.

솔더 페이스트 선택은 브랜드가 아니라 J-STD-004B에 따른 ROL0 수준 활동에 따라 달라집니다. ROL0은 ROL1보다 로진 잔류물이 30% 적고 더 완벽하게 휘발되므로 150℃~180℃ 범위에서 플럭스 폭발로 인해 용융된 솔더가 패드 밖으로 분출되는 것을 방지합니다. 우리는 SN63/PB37+ROL1을 테스트했으며 235℃ 피크 온도에서 1.2% 솔더 볼 비율을 달성했습니다. ROL0으로 전환하면 0.07%로 줄었습니다.

리플로우 오븐 측정에서는 표면뿐만 아니라 장치 하단 열 패드 중앙에 직접 부착된 QFN 특정 열전대를 사용해야 합니다. 최고 온도는 238±2℃로 엄격히 통제되어야 하며, 흡수 구간(217℃ 이상)은 65~75초로 제한되어야 한다. 78초를 초과하면 솔더 페이스트 산화가 가속화되고 솔더 볼 확률이 두 배로 늘어납니다. 한 고객은 흡수 영역을 92초로 확장하여 솔더 볼 비율이 0.09%에서 2.3%로 급증했습니다.

인쇄 매개변수 중 박리 속도가 숨겨진 원인입니다. In 조밀한 QFN 패드 영역, 25mm/s를 초과하는 박리 속도로 인해 솔더 페이스트가 스텐실에 의해 픽업되고 리플로우 후 볼로 집합하는 작은 솔더 구체가 형성됩니다. 스텐실 장력 ≥35N/cm2를 확인하면서 18±2mm/s의 설정을 권장합니다. 32N/cm2 미만에서는 스텐실 처짐으로 인해 솔더 양이 국부적으로 갑자기 증가합니다.

스텐실 두께는 0.12mm 또는 0.15mm여야 합니까? 피치에 따라 다릅니다. 0.4mm 미만의 피치의 경우 패드 사이의 납땜 브리징 위험을 피하기 위해 0.12mm를 사용해야 합니다. 0.5mm 피치 이상에서는 0.15mm를 사용할 수 있지만, 두께 증가로 인한 부피 증가를 보상하기 위해 조리개 종횡비를 1.15에서 1.25로 늘려야 합니다.

솔더볼을 찾는 데에는 몇 가지 요령이 있습니다. QFN의 네 모서리에 집중된 경우 먼저 스텐실 조리개의 둥근 모서리가 없거나 크기가 너무 큰지 확인합니다. 긴 가장자리의 중앙을 따라 분포된 경우 스퀴지 압력이 고르지 않아 80% 가능성이 높습니다. 왼쪽, 중앙, 오른쪽 사이의 압력 차이가 5N을 초과하면 편차가 발생합니다. 무작위로 흩어진 경우 즉시 솔더 페이스트 점도를 측정하십시오. 점도는 25℃에서 750±50Pa·s여야 합니다. 너무 낮으면 늘어짐이 발생하고, 너무 높으면 박리 박리 불량이 발생합니다.

"청소하면 문제가 해결된다"는 주장을 믿지 마십시오. 수성 세척은 이미 형성된 솔더 볼에 아무런 영향을 미치지 않으며 패드를 부식시키는 잔류 플럭스를 유발할 수도 있습니다. 정말로 세척이 필요한 경우, 리플로우 전에 풍속을 12m/s로 제어하면서 질소를 사용하여 느슨한 분말을 날려 버리십시오. 15m/s 이상의 속도는 솔더 페이스트 모양을 방해합니다.

직관에 반하는 현상이 있습니다. 즉, 질소 리플로우가 반드시 솔더 볼을 감소시키는 것은 아닙니다. 산소 농도가 100ppm 아래로 떨어지면 ROL0 솔더 페이스트의 습윤 속도가 너무 빨라지고 용융된 솔더가 퍼지기 전에 표면 장력에 의해 고정되어 뭉칠 가능성이 더 높아집니다. 측정된 최적 산소 농도는 300±50ppm으로 가장 낮은 솔더볼 비율을 나타냅니다.

2000번 인쇄한 후에는 스텐실 구멍 가장자리에 버가 생기기 시작합니다. 특히 열 패드와 같은 대면적 구멍의 경우 더욱 그렇습니다. 버는 솔더 페이스트를 잡아 입자를 형성합니다. SEM 스캐닝은 1500매 인쇄마다 수행되어야 합니다. 0.012mm를 초과하는 단면 버는 즉시 폐기해야 합니다. 한 제품 배치에서는 스텐실 교체 지연으로 인해 솔더볼 비율이 0.05%에서 0.8%로 증가했습니다.

마지막 세부 사항: 들어오는 QFN 장치의 진공 포장을 연 후 4시간 이내에 온라인 상태로 전환되어야 합니다. 습도 표시 카드에 >10%RH가 표시되면 베이킹이 필요합니다. 30℃/24시간에서의 베이킹은 온화해 보이지만 솔더 페이스트 내 유기 매개체의 약간의 교차 결합을 유발하여 리플로우 중에 가스 방출이 고르지 않게 되고 솔더 볼을 유도합니다. 실제 권장 조건은 125℃/8h이며, 온라인에 접속하기 전에 냉각을 시키는 것입니다.

리플로우 후 육안 검사는 편광 LED가 있는 15× 돋보기를 사용해야 합니다. 0.2mm 솔더 볼은 기본적으로 일반 백색광 아래에서는 보이지 않습니다. 열 패드와 주변 GND 패드 사이의 간격이 0.3mm 미만인 스캔 영역에 집중하십시오. 누락된 솔더 볼의 90%가 여기에 숨겨져 있습니다.

한 번은 생산 라인이 3일 연속으로 솔더 볼 한계를 초과했습니다. 근본 원인은 ±18rpm의 속도 변동으로 인해 배치 간 점도 분산이 한계를 초과하는 솔더 페이스트 믹서의 마모된 베어링이라는 것이 최종적으로 밝혀졌습니다. 베어링 교체 후 데이터가 정상으로 돌아왔습니다. 이런 종류의 문제는 SOP에 명확하게 기록될 수 없습니다. 사람만이 모니터링할 수 있습니다.

솔더 페이스트는 개봉 후 냉장 보관해야 하지만 온라인에 접속하기 전에 4시간 동안 예열해야 하며 스퀴지로 90초 이상 수동으로 저어주어야 합니다. 60rpm을 초과하는 속도로 작동하는 자동 믹서는 기포를 발생시키며, 기포가 터지면 솔더 볼의 온상이 됩니다.

장비 매개변수에만 초점을 맞추지 마십시오. 먼저 리플로우 오븐 뒤에 있는 방열판의 온도를 느껴보십시오. 세 번째 구역의 방열판이 너무 뜨거워서 만질 수 없을 경우 뜨거운 공기 순환이 실패했음을 나타내며 국부적인 과열로 인해 필연적으로 솔더 볼이 생성됩니다. 적외선 온도계는 55℃ 이하로 표시되어야 합니다.

스텐실 청소 빈도는 보드 500개마다 시행되어야 합니다. IPA를 닦은 후 보푸라기가 없는 천에 아세톤을 묻혀 두 번째 닦아야 합니다. 잔류 IPA는 솔더 페이스트와 반응하여 리플로우 후 솔더 볼에 혼합되어 구별하기 어려운 흰색 입자를 형성합니다.

In 솔더 볼이 갑자기 급증하는 경우, 첫 번째 조치는 새로 인쇄된 PCB 3개를 즉시 -10℃ 냉동고에 15분 동안 넣은 다음 제거하고 열 패드 영역에 테이프를 가볍게 누르는 것입니다. 테이프에 부착된 은회색 입자는 리플로우되지 않은 솔더 페이스트 덩어리이며, 이는 문제가 리플로우 단계가 아닌 인쇄 단계에 있음을 나타냅니다.