Sn63Pb37 납 함유 솔더 페이스트의 리플로우 공정 매개변수는 경험 의존성에서 폐쇄 루프 데이터 기반 접근 방식으로 상당한 변화를 겪고 있습니다. 한편, 국내 중급 및 고급형 리플로우 솔더링 장비의 측정된 온도 제어 정확도는 ±1.5℃ 이내로 안정화되어 피크 온도 범위를 217℃~223℃로 좁힐 수 있게 되었습니다. 반면, PCB 기판의 Tg 값은 일반적으로 150℃ 이상으로 상승했습니다. 이는 기존의 최고 온도 설정인 225℃가 실제로 보드 뒤틀림의 위험을 증가시킨다는 것을 의미합니다. 우리는 새 기판의 유리 전이 기울기에 맞게 담금 영역 종료 온도를 183℃에서 180℃로 미세 조정해야 합니다. 그렇지 않으면 BGA 부품 아래의 공극률이 12% 이상 증가합니다.
리플로우 결과에 대한 인쇄 프로세스의 업스트림 영향은 계속 커지고 있습니다. 현재 주류 0201 부품의 패드 크기는 0.25mm×0.125mm로 축소되었으며, 입자 크기가 30~35μm인 Sn63Pb37 솔더 페이스트가 전체의 82%를 차지합니다. 스텐실 애퍼처가 패드 영역을 기준으로 -8% 선형 보상을 적용하지 않으면 인쇄 후 솔더 볼륨 편차가 ±15%를 초과하여 리플로우 중 삭제 표시 비율이 4.7%로 급등하게 됩니다. 우리는 세 가지 생산 라인에 걸쳐 이중 트랙 기록 메커니즘을 의무화했습니다. 솔더 페이스트 점도는 매 전환 시 테스트해야 하며 스퀴지 압력 및 릴리스 속도는 모든 배치에 대해 기록해야 합니다. 이는 동일한 솔더 페이스트 캔의 요변성 지수가 25℃와 28℃ 환경에서 0.32만큼 다를 수 있기 때문입니다. 이러한 매개변수를 기록하지 않으면 실제 인쇄 매개변수를 역계산하는 것이 불가능합니다.
질소 보호 분위기의 채택률은 지난 3년 동안 19%에서 53%로 증가했습니다. 이는 주로 8nm 이하의 산화막 두께에 대한 자동차 등급 MLCC 제조업체의 엄격한 요구 사항에 힘입은 것입니다. 그러나 모든 질소 리플로우 퍼니스가 실제로 이 표준을 충족하는 것은 아닙니다. 측정 결과 일부 장비에서는 체인 속도 2.1m/min에서 최대 120ppm의 산소 농도 변동이 나타나는 것으로 나타났습니다. 이러한 조건에서 Sn63Pb37 솔더 조인트 표면에 보이지 않는 회백색 산화물 층이 형성되며, XRF 테스트에서 구리 확산 깊이가 0.8μm 증가하는 것으로 나타났습니다. 휴대용 산소 분석기를 사용하여 3개의 용광로 구역의 산소 농도를 매주 즉석 점검하고 질소 유속을 체인 속도와 동적으로 연결하는 것이 좋습니다. 예를 들어 체인 속도를 0.1m/min 증가시키면 동시에 질소 유속이 3.5L/min 증가해야 합니다.
열전대 배치는 단일 지점 삽입에서 다중 지점 어레이 부착으로 전환되고 있습니다. 이는 새로운 6+ 레이어 PCB의 고르지 않은 구리 호일 분포로 인해 국지적 열용량 차이가 최대 23%까지 발생하기 때문입니다. 한 고객은 BGA 중심에서만 온도를 측정했기 때문에 전체 보드가 리플로우에 들어갔다고 잘못 판단한 적이 있습니다. 이때 모서리는 여전히 210℃ 미만이어서 0.4mm 피치 QFN의 핀에 콜드 솔더 조인트가 발생했습니다. 이제 우리는 모든 첫 번째 제품 검증에서 BGA 중앙, QFN 모서리, 미세 피치 SOP 끝 및 순동 열 방출 영역을 포함하는 4점 열전대 부착 방법을 사용해야 합니다. 열전대 직경은 0.15mm 이내로 엄격하게 제어되어야 합니다. 그렇지 않으면 자체 열용량이 측정된 프로파일을 방해합니다.
Sn63Pb37 솔더 페이스트의 유통기한 관리는 만료 날짜 중심 접근 방식에서 활동 부패 중심 접근 방식으로 전환되고 있습니다. 제조업체에서는 냉장 보관 기간을 6개월로 명시하고 있지만 측정 결과 개봉 후 공기에 노출된 매 시간마다 로진 활성제 분해율이 0.7% 증가하는 것으로 나타났습니다. 이는 리플로우 후 플럭스 잔류물에 직접적으로 반영됩니다. 한 공장의 통계에 따르면 솔더 페이스트를 48시간 이상 열어두면 솔더링 후 평균 이온 오염 값이 표준을 21% 초과하는 것으로 나타났습니다. 따라서 우리는"캔으로 사용" 관행을 폐지하고 대신 개봉 시간 스탬프가 표시된 진공 알루미늄 호일 백에 일일 사용량을 분배했습니다. 또한 솔더 페이스트 예열 공정을 실온에서 25℃ 항온 챔버에서 점진적으로 2시간 상승시키는 방식으로 변경하여 페이스트에 응축물이 혼합되어 튀는 현상을 방지했습니다.
장비 통신 프로토콜 호환성이 숨겨진 병목 현상이 되었습니다. 현재 국내 리플로우 솔더링 기계의 73%는 여전히 독점적인 Modbus RTU 프로토콜을 사용하는 반면, MES 시스템은 일반적으로 OPC UA 통합을 요구합니다. 이는 리플로우 프로파일을 자동으로 보관할 수 없으며 프로세스 엔지니어가 비교를 위해 CSV 파일을 수동으로 내보내고 Excel로 변환해야 함을 의미합니다. 이러한 체인 중단으로 인해 SPC 제어가 효과적이지 않게 됩니다. 우리는 두 개의 공장에서 프로토콜 변환 모듈을 시험하여 원시 온도 샘플링 주파수를 1Hz에서 5Hz로 높였습니다. 이를 통해 가열 경사의 급격한 변화를 포착할 수 있습니다. 예를 들어, 예열 섹션의 구역 3에서 가열 속도가 27초 이내에 1.8℃/s에서 0.9℃/s로 급격하게 떨어지는 것을 감지한 적이 있으며, 궁극적으로 가열 튜브에 탄소가 축적되어 열 반응이 지연되는 것으로 추적되었습니다. 이러한 세부 사항은 저주파 샘플링에서는 완전히 보이지 않습니다.
