생산 라인에서 새로운 솔더 페이스트 배치를 시운전하는 동안 우리는 빈번한 인쇄 오프셋과 불충분한 솔더 결함을 발견했습니다. 근본 원인 추적은 종종 솔더 분말 입자 크기 선택과 프로세스 창 사이의 불일치를 지적합니다. 예를 들어 명목상 유형 4 분말로 지정된 솔더 페이스트가 0.3mm 피치 QFN 장치에 사용되는 경우 이론적으로는 가능하지만 과도하게 미세한 입자 크기로 인해 실제로 릴리스 결함률이 12% 증가합니다. 동일한 조건에서 Type 3 분말로 전환하면 1차 합격률이 76%에서 94%로 높아졌습니다. 이는 솔더 분말 입자 크기가 고립된 매개변수가 아니라 전체 공정 체인의 일부로 평가되어야 하는 변수임을 보여줍니다.

솔더 페이스트의 유변학적 특성은 솔더 분말 입자 크기 분포에 따라 크게 달라집니다. 세 가지 특성 값 D10, D50 및 D90은 롤링성과 요변성을 공동으로 결정합니다. 그 중 중앙 직경인 D50이 주요 입자 크기를 가장 잘 반영합니다. 유형 3 분말의 D50은 25±5μm인 반면, 유형 4 분말은 20±4μm입니다. 두 가지의 차이는 약 5μm에 불과하지만 비표면적은 거의 30% 정도 차이가 나며, 이는 흡착되는 플럭스의 양을 직접적으로 증가시켜 점도 회복 시간과 슬럼프 ​​경향에 영향을 미칩니다. 피치가 0.4mm 미만인 장치의 In 인쇄, 유형 4 분말은 특히 스텐실 두께가 0.12mm이고 개구율이 0.65 미만인 경우 가장자리 필렛 리프팅 및 브리징이 발생하기 쉽습니다.

우리는 동일한 모델의 배치 기계의 픽업 손실 데이터를 3주 연속 추적한 결과 Type 4 분말로 전환한 후 0201 부품의 픽업 손실률이 0.87%에서 1.35%로 증가한 것을 발견했습니다. 검토 결과에 따르면 스퀴지 압력 하에서 솔더 페이스트의 입자 재배열이 강화되어 인쇄 후 볼륨 일관성이 감소하는 것으로 나타났습니다. 유형 3 분말은 더 많은 입자와 낮은 구름 저항을 갖기 때문에 스퀴지 속도 60mm/s 및 4.5kg의 압력의 동일한 조건에서 인쇄 부피 변동 계수 CV는 4.2% 내에서 안정적으로 유지되는 반면 유형 4 분말은 5.8%에서 7.1% 사이에서 변동합니다. 이 차이는 고속 배치 택트 타임에서 기하급수적으로 증폭됩니다.

솔더 분말 입자 크기가 적합한지 여부에 대한 현장 결정은 공급업체 보고서에만 의존할 수 없습니다. 실제 현미경 측정 및 인쇄 장력 테스트와 결합되어야 합니다. 우리의 일반적인 방법은 소량의 솔더 페이스트를 유리 슬라이드에 바르고 500× 금속 현미경을 사용하여 입자 윤곽의 선명도와 응집 상태를 관찰하는 것입니다. Type 4 분말이 뚜렷한 응집 응집이나 모서리 버를 보이면 표면 산화가 표준을 초과했음을 나타냅니다. In 이 경우 D50이 사양을 만족하더라도 고밀도 BGA 볼 마운팅에는 사용할 수 없습니다. Type 3 분말은 3개월 보관 후에도 입자 분산성을 유지할 수 있으며, 이는 중소형 배치, 다품종 생산 라인에서 주류로 남아 있는 주요 이유입니다.

고객은 종종 미세한 솔더 분말이 정밀 솔더링에 더 적합하다고 잘못 생각하지만 솔더 페이스트 보관 안정성과 스텐실 수명 간의 균형을 간과합니다. 스텐실 애퍼처 벽에 대한 Type 4 분말의 마모율은 Type 3 분말의 마모율보다 약 1.8배 더 높습니다. 한 고객은 Type 4 파우더를 사용하여 250,000개의 연속 보드를 사용한 후 레이저 스텐실을 교체했으며, 동일한 조건에서 Type 3 파우더는 420,000개의 보드를 지원할 수 있었습니다. 그 이면에는 비용 문제뿐 아니라 스텐실 변경 가동 중지 시간으로 인한 용량 손실과 첫 번째 완제품 확인 위험이 복합적으로 작용합니다.