당사의 생산 라인은 최근 0.4mm 피치 QFN 장치의 3개 ​​연속 배치에 대한 노화 테스트에서 배치 누출 실패를 경험했습니다. 플라잉 프로브 테스트에 따르면 BGA 하단 영역의 절연 저항은 일반적으로 10MΩ 미만인 반면 표준 요구 사항에서는 100MΩ보다 커야 한다고 규정하고 있습니다. 근본 원인은 궁극적으로 무세정 솔더 페이스트의 리플로우 후 솔더 플럭스 잔류물의 고르지 못한 분포로 확인되었습니다. 현미경으로 관찰해 보면 반투명한 호박색 필름 같은 잔여물이 솔더 조인트 가장자리에서 볼 수 있었는데, 이는 스텐실 구멍이 잘못 정렬된 영역과 스퀴지 압력 부족으로 인해 약한 인쇄 영역에 집중되어 있었습니다.

무세정 솔더 페이스트의 로진 기반 캐리어는 고온에서 분해 및 휘발하도록 설계되었지만 실제 리플로우 중에 최고 온도가 235°C를 넘지 않거나, 퍼니스의 질소 순도가 99.99% 미만이거나, 유지 시간이 60초 미만인 경우 일부 유기산 활성화제는 완전히 탄화되지 않습니다. 이러한 분해되지 않은 솔더 플럭스 잔류물은 PCB 솔더 마스크와 패드 사이의 인터페이스에 부착되어 수분을 흡수하고 Cl?와 같은 할로겐 이온을 이온화합니다. 및 Br?은 바이어스 조건에서 마이크로암페어 수준의 누설 전류를 형성합니다. 이는 특히 BMS 샘플링 네트워크와 같은 μV 레벨 신호 경로에서 잘못된 트리거를 유발하기 쉽습니다.

우리는 동일한 스텐실 장력(45N/cm2)과 스퀴지 각도(55°)에서 세 가지 주류 무세척 솔더 페이스트의 잔류물 수준을 비교했습니다. 우리는 고형분 함량이 89.2%인 A형 솔더 페이스트의 솔더링 후 이온 오염 수준이 최고 온도 230°C에서 1.8μg/cm2 NaCl 상당으로 IPC-J-STD-001에서 지정한 한도인 0.5μg/cm2를 훨씬 초과한다는 사실을 발견했습니다. In와 대조적으로 고형분 함량이 87.6%인 Type B 솔더 페이스트는 더 짧은 로진 분자 사슬과 더 넓은 열 분해 범위로 인해 동일한 공정 매개변수에서 잔류물이 0.32μg/cm2에 불과했습니다. 이는 솔더 플럭스 잔류물 제어가"세척 없음" 라벨에만 의존할 수 없으며 특정 배치의 TGA 열중량 분석 곡선과 리플로우 오븐 온도 영역 설정도 일치해야 함을 나타냅니다.

현장 조정 계획은 원래 최고 온도 설정을 228°C에서 236°C로 높이고 유지 구간을 20초 늘리는 동시에 질소 유량을 15L/min에서 22L/min으로 늘려 플럭스 분해 가스 배출을 가속화하는 것이었습니다. 조정 후, 5개 연속 샘플 배치에 대한 이온 오염 테스트는 0.41±0.03μg/cm2로 안정적으로 유지되었습니다. 그러나 과도한 온도 상승으로 인해 QFN 하단의 보이드율이 상한 15%를 초과하는지 여부를 동시에 모니터링해야 합니다. 왜냐하면 솔더 페이스트 용융 시간이 길어지면 플럭스 휘발성 가스가 솔더 조인트 내부에 갇혀 오히려 나중에 부식될 위험이 더 커지기 때문입니다.

효과적인 솔더 플럭스 잔류물 제어는 단독으로 청소하거나 단순히 솔더 페이스트를 변경하는 것만으로는 결코 해결될 수 없습니다. 스텐실 애퍼처 크기와 솔더 입자 크기 간의 일치 관계, 각 리플로우 오븐 구역의 측정된 온도와 열전대 부착 위치 간의 오류 보상, 온라인 질소 산소 함량 모니터링 데이터의 실시간 연결을 통합해야 합니다. 링크의 연결이 끊어지면 무세척 솔더 페이스트가 눈에 보이지 않는 누출 소스로 변합니다.