SMT 생산 라인에서 부식 문제를 해결할 때 우리의 첫 번째 직감은 리플로우 오븐 온도 프로필을 확인하는 것이 아니라 PCB를 즉시 제거하고 이온 크로마토그래프를 사용하여 솔더 조인트 주변의 염화물 및 브롬화물 이온 잔류물 수준을 측정하는 것입니다. 솔더 페이스트 플럭스의 활성 구성 요소 유형과 함량이 솔더링 후 부식의 시작 임계값을 직접적으로 결정하기 때문입니다. 예를 들어, 아디프산과 세바스산을 함유한 약유기산 시스템은 최고 온도 235°C, 유지 시간 60초 조건에서 본질적으로 부식 위험이 없습니다. 그러나 히드록실아민 염산염 또는 염화아연을 함유한 강력한 활성화 제제로 전환하면 최고 온도를 220°C로 낮추고 질소 분위기의 산소 함량을 100ppm 미만으로 제어하더라도 48시간의 고습 및 고온 테스트(85°C/85%RH) 후에도 뚜렷한 백색 부식 생성물이 여전히 나타납니다.
준비 단계에서는 로진 연화점이 135±5°C 범위 내에 있는지, 비휘발성 함량이 8.5±0.3wt%인지, 총 할로겐 함량이 0.05wt%(IEC 61189-5 표준) 미만인지 확인하는 데 중점을 두고 솔더 페이스트 플럭스의 기술 매개변수 시트를 검증해야 합니다. 동시에, 솔더 페이스트 배치의 TGA 열중량 분석 보고서에서 200°C 중량 손실률이 12%보다 큰지 확인하십시오. 지나치게 높은 중량 손실률은 리플로우 후 미세 다공성 채널을 쉽게 형성하고 전해질 이동을 가속화하는 저비등점 용매 잔류물이 더 많다는 것을 의미하기 때문입니다. In 한 번의 대량 생산 실행에서 우리는 특정 브랜드의 솔더 페이스트에 첨가된 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르의 비율이 지나치게 높아 솔더 조인트 주변에 바늘 끝 부식 구멍이 발생한다는 사실을 발견했습니다. 이는 스텐실 개구면적 비율을 75%에서 68%로 줄이고 스퀴지 압력을 4.2kg에서 5.1kg으로 높여 인쇄 밀도를 높여 잔류 용제량을 37% 줄임으로써 궁극적으로 개선됐다.
작동 중에 리플로우 오븐 내부의 대기 이슬점을 실시간으로 모니터링해야 합니다. 질소 순도가 ≥99.995%인 경우 이슬점은 -40°C 미만으로 안정적이어야 합니다. 그렇지 않으면 플럭스 분해 생성물의 HCl이 잔류 수분과 결합하여 부식성이 강한 염산을 형성합니다. 특히 열 방출이 빠르고 냉각 속도가 3°C/s를 초과하는 QFN 바닥 패드와 같은 영역에서는 솔더 조인트 응고 후 모세관 작용으로 인해 염소가 풍부한 응축수가 인터페이스 갭으로 끌어들입니다. 이때 PCB 표면 청정도가 <0.78μg/cm² NaCl 상당 이온 오염 수준(IPC TM-650 2.3.25.1 방식)을 충족하지 못하는 경우 48시간 이내에 전기화학적 마이그레이션이 관찰될 수 있습니다. 우리는 이 문제를 자동차 MCU 보드에서 재현한 적이 있습니다. 리플로우 후 15분 이내로 세정 공정을 앞당겨 탄화수소 세정제(KB 값 68, 초기 끓는점 162°C)를 사용하고 세정 온도를 52±2°C, 분사 압력을 0.28MPa로 제어함으로써 부식 불량률을 백만개당 127에서 백만개당 2.3으로 줄이는 데 성공했습니다.
이상 문제 해결은 현미경 아래의 녹색 구리 녹청에만 초점을 맞출 수는 없습니다. 또한 솔더 조인트 근처 PCB 유전체 층의 절연 저항 감쇠 기울기를 동시에 측정해야 합니다. 100V 바이어스 전압에서 10분 이내에 저항값이 40% 이상 떨어지면 기본적으로 솔더 페이스트 플럭스의 유기산이 구리와 착화 반응을 거쳐 가용성 구리염을 형성했다고 판단할 수 있습니다. 이 시점에서 현재 솔더 페이스트 배치를 즉시 중단해야 하며, 아젤라산과 운데실렌산의 비율이 불균형한지 확인하기 위해 GC-MS 테스트 보고서를 검색해야 합니다. 이 두 산의 킬레이트 능력은 3.8배 다르며 불균형한 비율은 국부적인 구리 용해를 가속화하기 때문입니다. In 또한 부식이 루트가 아닌 BGA 솔더 볼 상단에 집중되어 있는 것으로 밝혀지면 냉각 단계에서 플럭스의 로진 산화 생성물(예: 데히드로아비에트산)이 결정화 및 침전되어 솔더 조인트 응력 완화 채널을 막아 미세 균열을 일으키고 부식 시작점이 될 가능성이 가장 높습니다. 이때 로진이 완전히 재배열되고 결정화될 수 있도록 리플로우 냉각 영역 속도를 6°C/s에서 3.5°C/s로 줄여야 합니다.
In 실무 팁에 따르면 새로 도입되는 모든 솔더 페이스트는 3단계 검증을 완료해야 한다고 주장합니다. 첫 번째는 25°C/60%RH 환경에서 7일 동안 보관한 후의 점도 변화율 테스트로, Δθ≤8%가 필요합니다. 그렇지 않으면 요변제 시스템이 불안정하고 인쇄 후 슬럼프의 위험이 높다는 것을 나타냅니다. 두 번째는 웨이브 솔더링 전(105°C×30분) 사전 베이킹 공정을 시뮬레이션하여 플럭스가 과도하게 휘발하여 솔더링 중 젖음성이 좋지 않은지 미리 관찰하는 것입니다. 마지막은 납땜 후 72시간 동안의 구리 거울 부식 테스트입니다(IPC J-STD-004B 부록 A). 거울 표면에 안개 같은 부식이나 얼룩 같은 부식이 필요하지 않습니다. 3개 항목 모두 합격한 경우에만 소량 시험생산이 허용된다. In 일례로,"할로겐 제로"라고 주장되는 특정 솔더 페이스트가 구리 미러 테스트에서 가장자리 에칭을 가지고 있음을 발견했습니다. 조사 결과, 해당 계면활성제에는 미량의 염소화 알칸 불순물이 포함되어 있었고 공급업체가 제공한 GC-FID 스펙트럼에서 머무름 시간 12.73분의 피크 면적이 기준을 2.4배 초과한 것으로 밝혀져 궁극적으로 원료 정제 공정을 업그레이드하게 되었습니다.
