침지 은 PCB 납땜에서 가장 골치 아픈 문제는 콜드 납땜 이음부나 납땜 브리지가 아니라 리플로우 납땜 후 은 표면의 국부적인 흑화, 황변 또는 어두운 점입니다. 이는 BGA 패드 주변과 미세 피치 QFP 핀의 루트에서 특히 두드러집니다. 이 현상은 ICT 테스트 중에 허위 개방 회로 경보로만 나타나는 경우가 많습니다. 재작업 중 검은색 필름을 긁어내면 솔더 볼 분리가 뚜렷하게 보이지 않습니다. 이는 문제가 솔더 조인트의 기계적 결합보다는 은층 자체에 있음을 나타냅니다.
플럭스 산가와 은 부식의 직접적인 상관관계
우리는 동관의 자동차 등급 공장에서 3개의 비정상적인 침지 은 PCB 배치를 지속적으로 추적한 결과, 산가가 1.2mgKOH/g보다 큰 플럭스를 사용한 후 은층 표면의 XRF 검출에서 Cl 및 S 원소의 농축이 3배 이상 증가한 것으로 나타났습니다. JJY JY-806A(산가 0.78mgKOH/g)로 변경한 후, 동일한 리플로우 프로파일에서 블랙 스팟 발생률이 12.6%에서 0.9%로 감소했습니다. 근본 원인은 높은 산가의 플럭스 잔류물이 고온 고습 환경에서 은층을 지속적으로 침식하여 Ag2S 또는 AgCl과 같은 비전도성 화합물을 생성하기 때문입니다.
리플로우 최고 온도는 217±3℃ 범위 내에서 엄격하게 제어되어야 합니다.
온도가 220℃를 초과하면 은의 확산 속도가 기하급수적으로 증가합니다. 이 시점에서 플럭스 활성이 적당하더라도 은 층은 솔더의 Cu 및 Ni와 계면 상호 용해를 겪고 검은색 금속간 화합물을 침전시킵니다. 주하이(Zhuhai)의 생산 라인에서 온라인 측정을 통해 최고 온도가 223℃로 상승하고 유지 시간이 65초를 초과했을 때 침지 은 PCB 패드 가장자리의 SEM 이미지에서 명백한 은-구리 합금 상이 이미 눈에 띄는 것으로 나타났습니다. 온도를 216℃로 낮추고 유지 시간을 48초로 단축한 후에도 은층 무결성은 양호하게 유지되었으며 평균 솔더 조인트 추력 테스트 값은 5.3N 이상으로 안정적이었습니다.
질소 순도가 99.99% 미만이면 부식 위험이 급격히 증가합니다.
많은 공장에서는 질소를 필수 항목이 아닌 선택 사항으로 취급하지만 침지 은 PCB는 산소 함량에 매우 민감합니다. 퍼니스 내부의 O2 농도가 100ppm을 초과하면 플럭스 잔류물에 있는 유기산이 산소와의 은 산화 반응을 상승적으로 촉매합니다. 중산 고객 현장에서 실시한 비교 테스트에서는 질소 순도를 99.95%에서 99.992%로 높인 후 납땜 후 은 표면 광택이 40% 향상되었고 검은 점에 대한 AOI 오경보율이 76% 감소한 것으로 나타났습니다. 동시에, 유속 변동으로 인해 발생하는 노 내 국부적인 산소 불균형을 방지하기 위해 질소 입구 압력을 0.35±0.03MPa로 유지해야 합니다.
세척 공정으로는 기존 부식을 해결할 수 없습니다
은 부식은 이미 되돌릴 수 없는 격자 손상이기 때문에 PCB 세척 기계로 검정색 필름을 제거하려는 시도는 전형적인 사후 복구 사고 방식입니다. 초음파 세척은 대신 미세 균열을 확장합니다. 우리는 한때 탈이온수로 검게 변한 침지 은 PCB를 헹구고 현미경으로 흑점 영역에서 더 많은 방사상 응력 균열을 관찰했습니다. 올바른 접근 방식은 SMT 배치 전에 플럭스 모델과 은 두께 간의 호환성을 확인하는 것입니다. 예를 들어, 은 두께가 0.08μm 미만인 침지 은 PCB는 무세정 고형분 플럭스와 결합해서는 안 되며, 저할로겐, 저산가, 휘발성 잔류물 <0.12%를 갖는 JJY JY-806A와 같은 전용 모델을 사용해야 합니다.
