매일 생산 라인에서 BGA 콜드 솔더 조인트, 0201 오프셋, QFN 핀 브리징과 같은 일반적인 결함을 처리할 때 가장 자주 묻는 질문은 로진 코어 솔더 와이어를 사용할지 아니면 솔리드 코어 솔더 와이어를 사용할지 여부입니다. 이 문제는 단순히 매개변수 테이블을 확인하는 것만으로는 해결될 수 없습니다. 이는 솔더 접합 위치, 장치 열용량, 현장 청소 기능 및 이후 ICT 테스트 수행 여부에 따라 달라집니다. 예를 들어, 방열 구리 호일 근처에서 전력 MOSFET을 재작업할 때 로진 코어 솔더 와이어는 빠르게 녹지만 플럭스는 충분히 휘발되지 않아 솔더 조인트 루트에 미세 보이드가 쉽게 갇히게 됩니다. 솔리드 코어 솔더 와이어에는 플럭스 페이스트를 추가로 담그는 것이 필요하지만 플럭스 양을 수동으로 제어하여 스패터링 및 탄화 위험을 방지할 수 있습니다.
로진 코어 솔더 와이어의 플럭스는 솔더 와이어 내부에 미리 내장되어 있으며 일반적으로 전체 중량의 1.5% ~ 3.0%를 차지합니다. 활성화 온도는 140°C ~ 180°C 범위에 집중되어 있습니다. 63/37 공융 주석-납 또는 무연 SAC305 합금과 함께 사용할 경우 납땜 팁과의 접촉부터 완전한 젖음까지의 시간은 약 1.8~2.5초입니다. 이 시간 창은 0.4mm 피치 QFP의 핀 재작업에 충분합니다. 그러나 하단 방열 패드가 있는 DFN-8 패키지를 마주할 때 긴 열 전도 경로와 큰 국부 열 용량으로 인해 로진 코어 솔더 와이어는 플럭스가 완전히 활성화되기 전에 종종 응고되기 시작하여 젖음 각도가 30°를 초과하거나 심지어 젖음 현상이 발생하기도 합니다. 솔리드 코어 솔더 와이어에는 플럭스가 내장되어 있지 않지만 필요에 따라 ROL0 수준의 무세정 또는 RMA 유형의 플럭스 페이스트를 선택할 수 있으며, 디스펜싱을 통해 패드와 핀 사이의 접착 영역을 정밀하게 덮을 수 있으므로 플럭스 작용 시간이 4초 이상으로 늘어납니다.
솔더링 팁 매칭의 관점에서 볼 때, 로진 코어 솔더 와이어는 2.4mm 폭의 나이프형 솔더링 팁을 사용한 드래그 솔더링에 더 적합합니다. 그 이유는 내부 플럭스가 가열되고 압착될 때 연속적인 오일 필름을 형성하여 용융 솔더의 표면 장력을 감소시키고 드래그 솔더링 궤적을 더 매끄럽게 만들기 때문입니다. 그러나 동일한 납땜 팁이 솔리드 코어 납땜 와이어로 전환되는 경우 온도 설정을 동시에 조정해야 하며 동일한 젖음 효과를 보장하기 위해 납땜 팁 온도를 330°C에서 360°C로 높여야 합니다. 그렇지 않으면 고드름, 솔더볼 등의 결함이 발생하기 쉽습니다. 이 온도 차이는 경험만으로 결정되는 것이 아니라 실제 측정을 기반으로 합니다. 일정한 온도 330°C 조건에서 FR-4 기판의 솔리드 코어 솔더 와이어 퍼짐 직경은 로진 코어 솔더 와이어보다 평균 0.12mm 더 작으며 가장자리 버(burr) 비율은 37% 더 높습니다.
In 청결도 측면에서 로진 코어 솔더 와이어의 잔류물은 대부분 로진 파생물과 할로겐 활성화제의 혼합물이며 리플로우 후 호박색 투명 필름을 쉽게 형성합니다. 85% RH 습도의 환경에서 72시간 동안 보관하면 특히 피치가 0.3mm 미만인 BGA 바닥 영역에서 미세 전기화학적 마이그레이션이 발생할 수 있습니다. 솔리드 코어 솔더 와이어를 ROL0 레벨 플럭스 페이스트와 함께 사용하면 잔류 이온 함량을 0.25μg/cm² NaCl 상당 수준 내에서 제어할 수 있어 IPC-J-STD-001E 클래스 3 표준을 충족합니다. 이것이 바로 항공우주 모듈 재작업 시 질소 보호 솔더링이 포함된 솔리드 코어 솔더 와이어를 의무적으로 사용해야 하는 이유입니다. 가격이 비싸기 때문이 아니라 로진 코어 솔더 와이어 잔여물이 이온 오염 수준 테스트를 통과할 수 없기 때문입니다.
비용 계산은 두 가지 측면을 고려해야 합니다. 로진 코어 솔더 와이어의 단가는 동일한 사양의 솔리드 코어 솔더 와이어보다 28%~42% 높지만 단일 재작업 시간은 약 1.3초 단축됩니다. 1인당 하루 86개 결함점을 처리하는 기준으로 계산하면 월 1.7시간의 작업 시간을 절약할 수 있습니다. 그러나 이러한 이점은 결함률이 0.15% 미만인 안정적인 수율을 갖춘 생산 라인에만 적용됩니다. 배치 OSP 필름 두께 불균일 문제가 발생하면 로진 코어 솔더 와이어는 과도한 플럭스로 인해 패드 부식을 악화시킵니다. 이때 약한 활성 플럭스 페이스트를 사용하는 솔리드 코어 솔더 와이어로 전환하고 솔더링 팁 온도를 15°C 낮추면 패드 구리 노출 위험을 60% 이상 줄일 수 있습니다.
따라서 최종 선택은 매개변수 테이블이 아닌 결함 유형의 분포를 기반으로 합니다. 90% 이상이 0402 저항 개방 회로 및 0603 커패시터 삭제 표시와 같은 저열 용량 장치 문제인 경우 로진 코어 솔더 와이어가 첫 번째 선택입니다. QFN32 이상의 핀 수, 노출된 패드가 있는 LGA 패키지 또는 고객이 명시적으로 이온 청정도 보고서를 요구하는 주문과 관련된 경우 솔리드 코어 솔더 와이어는 타협의 여지가 없는 유일한 옵션입니다. 우리는 지난 주에 의료용 모니터 마더보드 일괄 재작업을 마쳤으며 모두 솔리드 코어 솔더 와이어 + 질소 보호로 전환하여 ICT 개방 회로 비율을 12.7%에서 0.3%로 줄였습니다. 생산라인에서 가장 어려운 피드백입니다.
