솔더 페이스트의 무연 시스템 비교

무연 솔더 페이스트를 선택하려면 다양한 어셈블리 조건에 걸쳐 합금 구성, 플럭스 화학 및 열 반응을 주의 깊게 평가해야 합니다. 왜냐하면 모든 애플리케이션에서 최적의 성능을 제공하는 단일 시스템이 없고, 일치하지 않는 선택이 직접적으로 인쇄 결함, 열악한 습윤 또는 열 순환 스트레스 하에서 리플로우 후 접합 균열을 유발하기 때문입니다. SAC305는 217~220°C에 가까운 균형 잡힌 융점, 우수한 슬럼프 저항성, ENIG 및 OSP 마감재의 입증된 신뢰성으로 인해 여전히 업계 벤치마크로 남아 있지만, 은 함량이 상대적으로 낮기 때문에 더 높은 수준의 은 대안에 비해 고온에서 금속간 화합물 성장에 더 취약합니다. SAC405는 증가된 은 비율 덕분에 향상된 열 피로 저항성을 제공하지만 이로 인해 재료 비용이 높아지고 스텐실 릴리스 효율성이 약간 감소하며 과도한 금속간 두꺼워짐을 방지하기 위해 오버슈팅 없이 최고 온도가 235°C를 초과해야 하는 리플로우 중 프로세스 창이 더 좁아집니다. 미량 니켈이 첨가된 주석-구리-니켈 합금인 SN100C는 약 227°C의 낮은 액상선 온도에서 작동하고 구리 및 OSP 표면에 탁월한 습윤성을 나타냅니다. 그러나 은이 부족하여 보드 굴곡이나 낙하 충격을 받는 대면적 BGA에서 연성이 감소하고 취성 파괴에 대한 취약성이 증가합니다. 주석-은-구리-비스무트 변형인 SC27은 138°C 근처에서 낮은 고상선과 217°C에서 완전한 액상선을 달성하여 열에 민감한 부품의 저온 리플로우를 가능하게 하지만 반복적인 열 편위 중에 비스무트 분리 위험이 발생하며 치명적인 융점 저하를 방지하기 위해 납 함유 부품과의 호환성을 엄격히 피해야 합니다. Flux 차량 설계는 각 합금의 실제 동작을 강력하게 조정합니다.- 맞춤형 산 강도 및 수지 경화 프로파일을 갖춘 깨끗한 제제는 잔여물 청결도, 헤드인필로우 완화 및 리플로우 후 부식 저항성을 결정합니다. 특히 납땜성에 영향을 미치는 다양한 팔라듐 또는 금 두께를 나타내는 침지 은 또는 ENIG 마감재와 결합할 때 더욱 그렇습니다. 스텐실 수명은 시스템마다 크게 다릅니다. SAC305는 일반적으로 제어된 습도에서 4~6시간 동안 일관된 전사 효율을 유지하는 반면, SN100C는 사용 전 냉장 보관하고 엄격하게 규제된 주변 조건이 유지되지 않는 한 3시간 이상 더 일찍 점도 드리프트를 나타낼 수 있습니다. QFN 및 LGA 패키지의 보이드 수준은 합금 밀도 및 가스 방출 역학뿐만 아니라 플럭스 휘발성 함량 및 램프 속도 제어에 따라 달라지므로 SAC405는 수정된 플럭스 분해 타이밍으로 인해 동일한 프로필 설정에서 SAC305보다 보이드 면적이 10~15% 더 낮은 경우가 많습니다. SN100C 조인트는 인접한 부품을 방해하지 않고 완전한 재용해를 달성하기 위해 더 높은 국부적 가열이 필요한 반면, SC27은 더 빠르고 차가운 재작업 주기를 지원하지만 체류 시간이 최대 60초 미만으로 떨어지면 불완전한 금속간 화합물 형성 위험이 있기 때문에 재작업 타당성은 크게 다릅니다. 모든 시스템에서 보관 수명 안정성이 25°C 이상에서는 저하되지만, SC27은 실온에서 7일 후 SAC305의 경우 14일 후 점도 증가가 가속화되어 더 엄격한 저온 유통 물류 및 먼저 만료된 첫 사용 재고 규율이 요구됩니다. 솔더 마스크 유형과의 호환성 테스트는 중요합니다. 실리콘이 없는 마스크가 포함된 높은 Tg FR-4 라미네이트는 SAC405에 대해 더 나은 접착력을 지원하는 반면, 할로겐이 없는 솔더 마스크는 SN100C의 니켈 변성 산화물 층과 예기치 않게 상호 작용하여 일관되지 않은 필렛 형성을 초래할 수 있기 때문입니다. 0.3mm 피치까지 인쇄 해상도가 일상적으로 이루어집니다.3.5μm 전기주조 스텐실을 사용하는 SAC305로 달성했지만, SC27은 미세 개구의 막힘을 방지하기 위해 20μm D90 미만의 더 엄격한 입자 크기 분포 제어가 필요하며 SAC305의 89.5%에 비해 88.5%로 낮은 금속 부하로 인해 장시간 인쇄 실행 중에 용착량 일관성이 더 빨리 저하됩니다. 데이지 체인으로 연결된 테스트 보드의 접합 강도 측정에 따르면 SAC405는 -40°C에서 +125°C까지 1,000회 열 주기 후에 SAC305보다 5~8MPa 더 높은 전단 강도를 제공하는 것으로 나타났습니다. 그러나 SN100C는 평균 인장력이 약간 낮음에도 불구하고 단면 분석에서 우수한 균열 전파 저항을 보여줍니다. 회전 점도 측정법을 사용한 페이스트 유변학의 실시간 모니터링에 따르면 5°C에서 보관하면 사용 가능한 작업 수명이 SAC305의 경우 2.3배 연장되지만 SC27의 경우 1.6배만 연장됩니다. 이는 비스무트 함유 시스템이 공급망과 공장 전체에 걸쳐 보다 공격적인 온도 관리를 요구한다는 것을 확인시켜 줍니다.