우리 생산 라인은 작년에 3개월 연속으로 과도한 BGA 솔더 조인트 보이드율을 경험했습니다. 근본 원인은 솔더 페이스트 보관 냉장고의 압축기 시작-정지 주기가 지나치게 빈번하여 내부 온도가 4°C~9°C 사이에서 반복적으로 변동하는 데 있었습니다. 이 무연 솔더 페이스트 제조업체는 5±1°C의 일정한 온도를 명시적으로 요구합니다. 변동이 한계를 초과한 후 솔더 페이스트 내 SnAgCu 합금 입자의 국부적 응집이 발생하기 시작했으며 동시에 플럭스 캐리어의 점도는 8%~12% 감소했습니다. 인쇄하는 동안 스퀴지 압력이 조금만 변해도 스텐실 구멍 가장자리에 스트링이 생기고 솔더 페이스트가 패드 너머로 넘치게 됩니다.

현장 측정 결과, 같은 냉장고 안의 서로 다른 선반 사이의 최대 온도 차이는 2.6°C에 달하는 것으로 나타났습니다. 증발기 쪽 근처의 솔더 페이스트 버킷 표면에서는 응축 물방울이 명확하게 눈에 띄는 반면 바람 불어가는 쪽의 버킷 벽은 건조하고 희끄무레했습니다. 이러한 고르지 못한 열 교환으로 인해 냉장된 솔더 페이스트가 실제로 반동결-해동 사이클 상태가 되었습니다. 저장하는 동안 플럭스 내 로진 유도체의 결정화 상 전이가 반복적으로 중단되어 유상과 수지 상 사이의 계면 장력 불균형이 발생했습니다. 그 결과, 뚜껑을 연 후 솔더페이스트 표면에 회백색의 부유 오일이 나타났으며, 교반 후 잔류 기포 함량이 항온 조건에서보다 3배 이상 높았습니다.

더 문제가 되는 것은 많은 엔지니어들이 냉장고에 표시되는 온도에만 주의를 기울이고 센서 프로브 설치 위치의 편차로 인한 판독 왜곡을 무시한다는 것입니다. 우리는 공칭 정확도가 ±0.5°C인 의료용 냉장고 세 대를 분해하고 검사했습니다. 측정된 프로브가 솔더 페이스트 버킷의 중심에서 15cm 이상 떨어져 있을 때 표시된 값과 버킷 내부 페이스트의 실제 온도 간의 편차는 1.8°C에 도달했습니다. 솔더 페이스트 보관의 온도 민감도는 1°C 증가할 때마다 점도 감소율이 17%씩 가속된다는 사실에 정확하게 반영됩니다. 따라서 실시간 모니터링을 위해서는 PT100 프로브를 개봉되지 않은 솔더 페이스트 버킷 중간에 있는 페이스트에 직접 삽입해야 합니다.

한때 전기를 절약하기 위해 솔더 페이스트를 -18°C 냉동고에서 5°C 냉장 캐비닛으로 직접 옮기는 고객이 있었습니다. 결과적으로, 해동 과정은 4시간이 걸렸는데, 그 동안 솔더 페이스트의 표면층이 먼저 따뜻해지고 깊은 층은 여전히 ​​동결되어 플럭스의 박리 및 침전이 발생했습니다. 후속 인쇄에서는 솔더 부족과 솔더 브리징이 지속적으로 나타났습니다. 나중에 우리는 모든 냉장 솔더 페이스트를 평형화를 위해 24시간 전에 온도와 동등한 완충 구역으로 이동해야 하며, 뚜껑 개방 시간을 기록하여 매번 사용 후 즉시 밀봉해야 한다고 규정했습니다. 25°C 실온에 15분 이상 노출되면 솔더 페이스트 표면에서 휘발되는 용제의 양이 다음 인쇄 배치의 이형력을 23% 증가시키기에 충분하기 때문입니다.

이제 우리는 각 냉장고에 이중 경로 온도 제어 장치를 장착했습니다. 한 경로는 압축기 시작-정지를 제어하고, 다른 경로는 팬을 연결하여 내부 공기 순환을 강제함으로써 층간 온도 차이를 0.7°C 이내로 줄입니다. 동시에 솔더 페이스트 버킷은 알루미늄 호일 진공 중간층 패키징으로 균일하게 교체되어 도어가 열릴 때 냉각 손실률을 줄입니다. 이러한 개선으로 솔더 페이스트 저장 안정성이 강화된 후 SPI 검사의 솔더 페이스트 부피 변동 계수는 14.2%에서 6.8%로 감소했습니다. 이는 실제로 PCB당 비용으로 상각될 수 있는 종류의 개선입니다.