솔더볼 결함은 0201 및 소형 패키지 장치 배치에서 특히 두드러집니다. 근본 원인은 리플로우 단계에서 플럭스 증기에 의해 비말동반되고 튀는 솔더 페이스트에 있습니다. 불합리한 스텐실 개구 설계, 지나치게 높은 산화물 함량 또는 솔더 페이스트 자체의 지나치게 넓은 입자 크기 분포, 리플로우 프로파일의 액상선 이전에 제어되지 않은 가열 속도가 결합되어 발생하는 경우가 많습니다. 우리는 Jia Jinyuan F750 시리즈 솔더 페이스트를 통해 스텐실 두께가 0.12mm에서 0.10mm로 감소하고 애퍼처가 1:1.15 비율로 바깥쪽으로 확장되었을 때 솔더볼 발생률이 63% 감소했음을 확인했습니다. 전제 조건은 스퀴지 압력이 4.8kg에서 3.2kg으로 동시에 조정되어야 한다는 것입니다. 그렇지 않으면 가장자리 찢어짐이 대신 튀는 현상을 악화시킵니다.

스텐실 구멍은 솔더 페이스트의 유변학적 특성과 일치해야 합니다.

우리는 균일한 1:1.05 조리개 규칙을 채택하지 않습니다. 대신, Jia Jinyuan F750 솔더 페이스트의 측정된 점도 감소 곡선을 기반으로 0.10mm 두께의 스텐실 아래 0201 부품의 개구에 1:1.15 직사각형 외부 확장을 적용하는 동시에 내부 벽을 Ra ≤ 0.2μm로 연마했습니다. 이는 원활한 분리를 보장하고 조리개 벽에 솔더 페이스트 잔여물이 남지 않도록 합니다. 0.12mm 스텐실을 계속 사용하는 경우 1:1.2로 확장해도 솔더 볼을 거의 억제하지 못합니다. 왜냐하면 과잉 솔더 페이스트는 리플로우 초기 단계에서 열 팽창 후 필연적으로 양쪽으로 넘치게 되기 때문입니다.

솔더 페이스트 선택은 Tg와 활동에만 의존할 수 없습니다.

Jia Jinyuan F750 솔더 페이스트는 금속 함량이 89.2%, 평균 입자 크기가 15μm, D90이 28μm입니다. 이 조합은 0.10mm 스텐실에서 99.3%의 안정적인 인쇄 수율을 유지합니다. 그러나 공칭 금속 함량이 88.5%이고 D90이 35μm인 경쟁 솔더 페이스트로 전환하면 동일한 리플로우 프로파일에서도 솔더 볼 수가 여전히 2.4배 증가합니다. 이는 입자가 클수록 전단력에 의해 파손되기 쉽고 독립적인 용융 구를 형성하는 반면 금속 함량이 지나치게 높으면 요변성 불균형이 더욱 악화된다는 것을 나타냅니다. 따라서 제조업체의 TDS 매개변수만 참조하기보다는 측정된 입자 크기 분포와 실제 인쇄 높이 CV 값을 기반으로 선택해야 합니다.

리플로우 프로파일은 스텐실 및 솔더 페이스트 조합과 함께 설정되어야 합니다.

일반적인 템플릿 기반 리플로우 프로파일을 제거했습니다. 0.10mm 스텐실 + Jia Jinyuan F750 조합의 경우 150°C~183°C 가열 세그먼트의 기울기를 0.8°C/s로 엄격하게 제어하고 담금 영역을 90초 동안 175 ± 2°C로 유지합니다. 그 목적은 격렬한 기화를 일으키지 않고 플럭스가 낮은 끓는점의 용매를 완전히 방출할 수 있도록 하는 것입니다. 기울기가 1.0°C/s를 초과하면 솔더 페이스트 내부의 미세 기포의 파열 에너지로 인해 액체 주석이 패드 가장자리를 향해 분사됩니다. 이 시점에서는 피크 온도를 낮추는 것조차 소용이 없습니다. 왜냐하면 솔더 볼이 액상선 이전에 이미 핵 생성을 완료했기 때문입니다.

모든 조정은 동시에 확인되어야 합니다. 단일 단계만 최적화하면 새로운 결함이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 스텐실 두께를 줄이지 않고 솔더 페이스트 입자 크기만 미세 조정하면 프린팅 높이가 충분하지 않아 콜드 솔더 접합이 발생하고, 솔더 페이스트 산화물 함량을 개선하지 않고 리플로우 가열 속도만 낮추면 젖음성이 떨어지는 비율이 높아집니다. 실제 효과를 검증하려면 48시간 연속 생산 라인 가동 후 AOI와 단면 데이터의 교차 비교를 통해 이러한 상관 관계를 확인해야 합니다.