지난 수요일 새벽 2시쯤, 생산라인이 갑자기 경보를 울리고 가동이 중단됐다. 28개의 ADAS 메인 제어 보드는 ICT 테스트 중에 낮은 VDD_IO-접지 임피던스를 연속적으로 나타냈습니다. 긴급 절편을 실시한 결과 BGA 바닥에서 반투명 젤 같은 잔여물이 발견되었습니다. 이온 크로마토그래피는 IPC-J-STD-001G에 지정된 5.0μg/cm² 제한을 훨씬 초과하는 12.3μg/cm²의 높은 브롬화물 이온 농도를 감지했습니다. 이는 현재 사용되는 중간 활성 솔더 페이스트가 우수한 인쇄성에도 불구하고 비교적 높은 플럭스 시스템 잔류물을 가지고 있음을 나타냅니다. 로진 유도체는 150°C 소크 존에서 완전히 분해되지 않고 대신 리플로우 피크 존(235°C)에서 탄화되어 금속 입자를 캡슐화하여 절연막을 형성했습니다.
당시 우리는 긴급 조치를 취했습니다. 이소프로필 알코올 + 계면활성제의 작업장 백업 혼합물을 일시적으로 배치하여 PCBA를 국부적으로 닦은 다음 질소 건조 후 임피던스를 다시 테스트하여 정상으로 돌아왔습니다. 그러나 이는 단일 배치 문제만 해결하고 하루 4000개라는 대량 생산 속도를 감당할 수 없습니다. 더욱이 스크러빙 공정으로 인해 두 개의 0201 저항기가 분리되어 재작업 비용이 원래 재료보다 3.7배 더 높습니다. 더 심각한 것은 세정액이 커넥터 틈새로 스며들어 3일 후 접촉 불량이 재발했고 고객 불만이 8D 보고서로 확대되었습니다.
근본 원인 해결은 재료 소스에서 시작되어야 합니다. 우리는 5개 공급업체가 제공한 저잔류 솔더 페이스트 샘플을 비교하고 동일한 스텐실 개구, 스퀴지 압력(5.2kg) 및 주변 온도/습도(24.5°C/55%RH) 조건에서 연속 200개 인쇄 검증을 수행했습니다. 우리는 벤더 A의 No-Clean 솔더 페이스트만이 리플로우 후 X-레이 하에서 뚜렷한 플럭스 후광을 나타내지 않았음을 발견했으며, 플라잉 프로브 테스트에서는 솔더 조인트 표면 접촉각이 38°±2.1°에서 안정적인 것으로 나타났습니다. 이는 변형된 알킬 인산염 에스테르 활성화 시스템이 160°C에서 탈산 반응을 완료할 수 있을 뿐만 아니라 217°C 이상에서 휘발성 작은 분자로 완전히 분해될 수 있음을 나타냅니다. 잔류물의 열중량 분석(TGA) 결과, 200~260°C 범위에서 95%의 중량 감소가 발생했으며, 탄화 개시 온도는 기존 솔더 페이스트에 비해 19°C 지연된 것으로 나타났습니다.
조달 시 제조업체가 광고하는"J-STD-004B 준수"에만 의존할 수는 없습니다. 우리는 제3자가 발행한 원본 이온 크로마토그래피 보고서를 요청해야 하며, Cl⁻, Br⁻, Na⁺ 및 K⁺의 4가지 측정 값이 모두 IPC-A-610H 부록 B의 허용 임계값 미만인지 확인하는 데 중점을 두어야 합니다. 동시에 25°C/60%RH 환경에서 개봉한 후 솔더 페이스트의 점도 감쇠 데이터를 요청해야 합니다.'유통기한 12개월'을 내세운 브랜드를 접한 적이 있는데, 실제로 개봉 7일 만에 점도가 23% 감소해 인쇄 이형 불량률이 0.18%에서 1.4%로 치솟았다. 근본 원인은 요변제 시스템이 습기에 민감하기 때문이며, 이러한 문제는 중국 남부의 매화 장마철에 특히 두드러집니다.
In를 매일 사용하려면 솔더 페이스트 온도 제어 장부를 설정해야 합니다. 매번 냉장고에서 꺼낸 후 개봉하고 저어주기 전에 실온에 120분 이상 방치해야 합니다. 교반 시간은 180초로 엄격하게 제어됩니다. 너무 짧으면 플럭스가 불균일하게 분산되고 한계를 초과하는 국부적 잔류물이 발생하며, 너무 길면 금속 분말의 산화가 강화되어 솔더 볼 위험이 증가합니다. 우리는 한때 교반에 25초의 초과 시간이 소요되어 동일한 리플로우 오븐의 처음 32개 보드에 작은 솔더 볼이 발생한 반면 후반 68개 보드는 완전히 정상이었던 라인 변경 작업을 수행한 적이 있습니다. 이는 잔류물이 적은 솔더 페이스트가 기존 솔더 페이스트보다 공정 창에 훨씬 더 민감하다는 것을 보여줍니다.
스텐실 청소 빈도도 동시에 조정되어야 합니다. 원래 4시간마다 청소하던 리듬을 2시간 30분마다로 단축해야 합니다. 잔류물이 적은 솔더 페이스트의 약한 유기산 성분은 휘발성이지만 스텐실 개구 측벽에 매우 얇은 결정층을 형성하기 쉬우며 이는 기존 세척제로는 용해될 수 없습니다. 대신 5% 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르가 포함된 특수 세척액을 사용해야 합니다. 그렇지 않으면 세 번째 인쇄 시 납땜 브리징이 발생합니다. 스텐실 뒷면에 pH 테스트지를 부착하여 모니터링한 결과, 120회 연속 인쇄 후 테스트지가 노란색에서 주황색으로 변하는 것을 확인하여 산성 물질이 침전되어 이동하기 시작했음을 확인했습니다.
마지막으로 간과하기 쉬운 세부 사항을 강조합니다. 리플로우 오븐 온도 테스트 보드는 양산 보드와 동일한 적층 구조의 FR4 기판을 사용해야 하며 알루미늄 기판으로 교체할 수 없습니다. 잔류물이 적은 솔더 페이스트의 용매 휘발 경로는 PCB의 유리 전이 온도 Tg 값에 크게 의존하기 때문입니다. Tg130 보드 재료를 사용하지만 Tg170 테스트 보드와 일치하지 않는 경우 오븐 온도 곡선은 흡수 영역이 표준을 충족하지만 휘발되지 않은 플럭스가 실제 솔더 조인트 아래에 여전히 남아 있음을 보여줍니다. 3개월간 가속 노화 테스트를 거친 후 누설 전류가 한계치를 400% 초과했습니다. 이러한 숨겨진 오류는 종종 고객 측에서 발생하여 조사를 매우 어렵게 만듭니다.
