생산 라인 재작업 담당자가 QFN16 칩의 콜드 솔더 조인트 문제에 직면할 때, 그들은 솔더 와이어 직경과 솔더링 인두 팁의 열용량 사이의 동적 결합 관계를 무시하면서"더 높은 와트수 납땜 인두를 사용하면 문제가 해결될 것"이라는 오해에 빠지는 경우가 많습니다. 0.3mm 솔더 와이어가 있는 동일한 50W 납땜 인두를 사용할 때 측정된 솔더 접합 온도는 265°C에 불과한 반면, 0.5mm 솔더 와이어로 전환하면 솔더 접합 온도가 312°C까지 올라갑니다. 이러한 비선형 온도 상승은 전력 증가에서 비롯된 것이 아니라 오히려 두꺼운 납땜 와이어가 녹는 동안 지속적으로 더 많은 열을 흡수하여 납땜 인두 팁의 열 평형 시간이 연장된다는 사실에서 비롯됩니다.

우리는 세 가지 일반적인 재작업 시나리오에 걸쳐 일반적으로 사용되는 두 개의 솔더 와이어인 0.3mm와 0.5mm의 프로세스 창을 동시에 테스트했습니다. 브리징 없이 솔더 조인트가 필요하고 젖음 각도가 30° 미만인 핀 피치가 0.4mm인 QFN16 칩의 경우, 280°C로 설정된 35W 납땜 인두와 결합된 0.3mm 솔더 와이어는 충분한 젖음과 솔더 끌림 없이 2.1초의 단일 지점 솔더링 시간을 달성할 수 있습니다. In 대조적으로, 0.5mm 솔더 와이어의 온도가 310°C로 증가하더라도 과도한 와이어 공급 속도는 여전히 인접한 핀 사이의 플럭스 잔류물을 증가시켜 브리징 확률을 37%로 높입니다. 이는 솔더 와이어 온도의 실제 효과가 설정 값뿐만 아니라 단위 시간당 패드에 대한 용융 금속의 열 충격 강도 및 적용 범위 정확도에 더 결정적으로 좌우된다는 것을 나타냅니다.

패드 면적이 0.15mm² 미만이고 열 용량이 매우 낮은 0402 패키지 저항기와 같은 소형 수동 부품의 경우 0.3mm 솔더 와이어가 260°C에서 안정적인 젖음성을 달성할 수 있다는 것을 발견했습니다. 그러나 0.5mm 솔더 와이어의 납땜 인두 전력이 25W로 감소하더라도 용융된 세그먼트는 여전히 열 관성으로 인해 패드의 국부적 과열 및 구리 포일 리프팅을 유발하며, 이는 FR-4 기판 두께가 0.8mm인 PCB에서 특히 두드러집니다. 이는 0.5mm 솔더 와이어를 녹이는 데 필요한 열이 0.3mm 솔더 와이어의 2.78배이고 작은 패드가 시간 내에 과도한 열을 방출할 수 없기 때문에 궁극적으로 솔더 조인트가 검게 변하고 IMC 층이 비정상적으로 두꺼워지는 결과를 낳기 때문입니다.

In 차폐커버 3점접지 재작업 등 고열량 구조로 상황은 완전히 반전됐다. 차폐 커버 솔더 조인트의 구리 호일 면적은 일반적으로 3mm²를 초과하며 넓은 면적의 구리 접지면에 직접 연결됩니다. 0.3mm 솔더 와이어의 납땜 인두 온도가 330°C로 설정되고 전력이 45W로 증가하더라도 측정된 솔더 조인트 중심 온도가 지속적으로 220°C 미만으로 솔더 조인트의 불완전한 젖음 및 구형 수축 문제가 여전히 존재합니다. 0.5mm 솔더 와이어로 전환한 후, 동일한 장비 매개변수에서 솔더 조인트 중심 온도가 258°C까지 빠르게 상승하고 젖음 확산 영역이 2.3배 확장되었습니다. 이는 고열용량 솔더 조인트가 구리의 열전도 차폐 효과를 극복하기 위해 더 높은 열부하 밀도가 필요하다는 것을 증명하며, 솔더 와이어 온도의 진정한 가치는 제한된 접촉 시간 내에 패드에 충분한 용융 금속과 열을 주입할 수 있는지 여부에 달려 있습니다.

In 요약, QFN과 같은 미세 피치 장치의 재작업을 위해서는 280°C로 설정된 35W 납땜 인두와 쌍을 이루는 0.3mm 납땜 와이어가 우선시되어야 합니다. 이 조합은 열 반응 속도, 습윤 제어 및 열 손상 위험 간의 최적의 균형을 달성합니다. 차폐 커버 및 커넥터 하우징과 같은 대형 패드 구조의 경우 0.5mm 납땜 와이어로 전환하는 동시에 납땜 인두 전력을 320°C의 온도 설정에서 50W로 높여야 합니다. 그렇지 않으면 방열판 효과를 극복할 수 없습니다. 0402/0201과 같은 초소형 부품의 경우 0.5mm 솔더 와이어 사용이 엄격히 금지됩니다. 솔더 와이어 직경 자체가 패드의 열용량 임계값을 초과하기 때문에 전력을 줄여도 과도한 열 충격 문제를 피할 수 없기 때문입니다.

우리는 동일한 재작업 스테이션에서 120개 배치의 재작업 수율을 지속적으로 추적한 결과 0.3mm 솔더 와이어를 균일하게 사용했을 때 QFN의 결함률이 0.8% 미만으로 안정적으로 유지된다는 사실을 발견했습니다. 그러나 0.5mm 솔더와이어를 혼입하면 불량률이 4.6%로 급증했고, 그 중 72%가 브리징과 툼스토닝이었다. In 차폐 커버 재작업 공정에서 0.5mm 솔더 와이어를 지속적으로 사용했던 팀은 99.2%의 1차 수율을 달성했으며, 이는 0.3mm로 전환한 후 83.5%로 급락했습니다. 주된 이유는 솔더 접합 추력이 부족하여 진동 테스트가 조기에 실패했기 때문입니다. 이러한 결과는 이상적인 실험실 조건에서 나온 것이 아니라 모두 주야간 교대 근무와 교대 작업자가 있는 실제 생산 라인 기록에서 나온 것입니다.