BGA 및 QFN 장치 솔더 조인트의 내부 보이드는 고립된 결함이 아니라 고르지 않은 솔더 페이스트 인쇄 두께, 리플로우 중 플럭스 휘발 경로 차단, 질소 순도 부족, PCB 패드 표면의 젖음성 저하 등 여러 공정 변수의 결합된 작용의 결과입니다. 보이드가 일단 형성되면 후속 공정에서 제거할 수 없으므로 전단 제조 단계에서 제어가 도입되어야 합니다.

무효 위치에 따라 실패 위험 수준이 결정됩니다.

우리는 JJY 생산 라인에서 28개 배치의 QFN-48 장치에 대한 X-ray 이미지를 3개월 연속 추적한 결과 직경이 75μm보다 큰 솔더 조인트의 중앙 영역에 보이드가 집중되면 열 응력 집중 계수가 2.1배 증가한다는 사실을 발견했습니다. 솔더 조인트의 네 모서리에 위치한 작은 보이드(30μm 미만)는 열 전도에 미치는 영향이 제한적이지만 쉽게 전단 파괴를 유발할 수 있습니다. 이는 전체 면적 비율만 보는 것이 아니라 보이드 크기와 위치를 동시에 평가해야 함을 나타냅니다.

솔더 페이스트 프린팅 매개변수는 보이드 생성 확률에 직접적인 영향을 미칩니다

세 가지 매개변수(스퀴지 압력 변동 ±0.3kgf, 스텐실 애퍼처 벽 거칠기 Ra > 0.8μm, 15mm/s 미만의 릴리스 속도)가 모두 제어 불가능한 경우 솔더 페이스트 전달 속도는 심각한 에지 테일링으로 인해 12% 감소하여 리플로우 중에 가스 탈출 채널을 차단합니다. 보이드율은 정상 8%에서 37%로 급증하며, 보이드의 62%는 국부적인 브리징을 동반합니다.

리플로우 분위기와 PCB 상태가 보이드 위험을 시너지적으로 증폭시킵니다.

로 내 질소 이슬점이 -40°C보다 높고 PCB 패드의 OSP 필름 두께가 0.4μm를 초과하면 솔더 페이스트 용융 단계에서 표면 장력이 비정상적으로 상승하여 플럭스 분해 가스가 액체 솔더 층에 침투하여 빠져나가기가 어려워집니다. 평균 공극 부피가 40% 증가합니다. 이 시점에서 최고 온도가 표준을 충족하더라도 솔더 조인트 내부에는 여전히 많은 수의 닫힌 보이드가 존재하며 실제 전도성 단면적은 19% 감소합니다.

생산 라인에 대해 실행 가능한 보이드 차단 조치

일일 초도품 검사를 위해 3개의 BGA 장치를 200× 현미경으로 샘플링하여 솔더 볼 가장자리의 젖음 각도를 확인해야 합니다. 둔각이 >85°이거나 솔더 페이스트 상승 높이가 솔더 볼 직경의 1/3 미만인 경우 즉시 라인을 중지하여 스텐실 장력을 보정하고 질소 순도를 다시 테스트하십시오. 동시에 동일한 배치에서 PCB를 가져와 패드 표면 접촉각 테스트를 수행합니다. 접촉각 >68°는 OSP 실패로 판단되며 이러한 보드는 생산에 투입되어서는 안 됩니다.