BGA/QFN과 같은 무바닥 리드 장치의 리플로우 솔더링의 경우 가열 속도는 선택 사항이 아니라 성패를 좌우하는 임계값입니다. 이는 솔더 페이스트 내 플럭스의 좁은 휘발 창, 솔더의 용융 응답 지연, PCB의 불균일한 열용량 분포가 중첩되기 때문입니다. 약간의 실수로 인해 콜드 솔더 조인트 또는 삭제 표시가 일괄적으로 발생하게 됩니다. 우리 생산 라인은 체인 속도를 0.3m/min으로 조정하여 리플로우 오븐의 두 번째 구역의 가열 기울기를 2.1℃/s에서 3.4℃/s로 점프시켰습니다. 그 결과, 두 개의 연속 배치에 대한 X선 샘플링 검사에서 BGA 코너 솔더 조인트의 보이드 영역이 18%를 초과하는 것으로 나타났습니다.

예열 구간의 과도한 가열 속도로 인해 세라믹 기판이 직접 찢어짐

QFN 패키지의 구리 프레임과 플라스틱 패키지 본체는 열팽창 계수에 큰 차이가 있습니다. PCB 표면 온도가 30℃에서 90초 이내에 150℃로 상승하면 프레임 가장자리에 응력이 집중되어 미세 균열이 발생합니다. 이러한 균열은 ICT 테스트에서는 눈에 띄지 않지만, 72시간 고온고습 노화 이후 개방율은 11%까지 치솟았다. Jia Jinyuan은 2.3℃/s가 QFN-48 핀 장치의 안전 임계값임을 확인했습니다. 이 임계값을 초과한 후 패드 박리력은 35% 감소했습니다.

담금 부분의 체류 시간이 부족하면 탄화된 플럭스 잔류물이 발생합니다.

침지 구간이 145℃~155℃ 범위에서 100초 이상 보드 표면을 안정적으로 유지하지 못하면 로진계 플럭스가 완전히 분해되어 빠져나가지 못합니다. QFN의 바닥 캐비티에 남아 있는 반경화 잔류물은 리플로우 피크에서 다시 탄화됩니다. 이는 열 전도 경로를 차단하고 국부적인 과열을 유발할 뿐만 아니라 솔더의 확산을 방해하고 비습윤 링을 형성합니다. 우리는 비교를 위해 플라잉 프로브 테스트를 사용했으며, 흡수 시간이 20초 감소하면 솔더 조인트 스러스트 통과율이 19% 포인트 감소하는 것을 발견했습니다.

최고 온도 이전에 급격한 기울기 변화로 인해 솔더볼 오프셋 발생

BGA 장치는 183℃ 근처의 솔더 붕괴 임계 영역에 들어갑니다. 이때, 가열 속도가 1.8℃/s에서 2.9℃/s로 급격히 증가하면 액상 솔더 표면 장력의 불균형 속도가 솔더 볼의 자체 교정 능력을 훨씬 초과하여 0.4mm 피치 BGA에 대해 솔더 볼의 측면 변위가 12% 발생합니다. X-ray 이미지는 오프셋 방향이 퍼니스 공기 흐름 방향과 매우 일치함을 보여줍니다. 이러한 현상은 풍량밸런스 밸브를 조정한 후 사라졌으며, 이는 절대값보다 난방속도의 변동이 더 치명적임을 나타냅니다.

보드 전체에 걸쳐 제어되지 않은 온도 차이로 인해 국지적 결함 가능성이 증폭됩니다.

동일한 PCB에서 BGA의 중심과 가장자리 사이의 온도 차이가 3℃를 초과하면 리플로우 피크의 시간 차이는 4.2초에 이릅니다. 이는 가장자리가 여전히 용융 상태인 동안 중앙 솔더 조인트가 냉각되고 결정화되기 시작했음을 의미합니다. 거친 솔더 접합 입자와 불균일한 IMC 층 두께가 동시에 발생합니다. Jia Jinyuan은 적외선 열화상 장비를 사용하여 6층 보드를 실제로 측정했습니다. 2.6℃/s의 가열속도에서 온도차는 2.8℃에 이르렀고, 보수율은 2.1℃/s 조건에서보다 3.6배 높았다.