우리는 BGA 보이드가 QFN-48과 BGA-324라는 두 가지 유형의 장치 바닥에 집중되어 있음을 발견했습니다. X-Ray 검사에 따르면 보이드는 대부분 솔더볼의 상단 중앙 영역에 분포되어 있으며 동일한 패널 내에서 무작위로 분산된 지점이 아닌 규칙적인 분포를 나타냅니다. 이는 문제의 근본 원인이 개별 칩이나 실장 오프셋이 아니라 솔더 페이스트 용융 거동 및 가스 탈출 경로와 밀접한 상관관계가 있음을 나타냅니다.

솔더 페이스트 보관 및 해동 중에 발생하는 숨겨진 위험

JJY SG-8800 시리즈 솔더 페이스트는 2℃~10℃의 냉장 보관이 필요하지만 작업장 냉동고의 실제 온도 변동은 ±3.5℃에 도달하여 일부 솔더 페이스트 배치에서 플럭스 시스템의 조기 노화를 유발합니다. 로진 수지 분해 온도가 원래 155℃에서 162℃ 이상으로 이동하여 리플로우 단계에서 용제 휘발이 지연되고 용융된 솔더 내부에 가스가 갇혀 시간 내에 배출될 수 없습니다.

스텐실 조리개와 스퀴지 매개변수 간의 시너지적 불일치

원래 디자인은 85μm 정사각형 조리개에 해당하는 0.12mm 두께의 레이저 스텐실을 사용했지만 3000개의 연속 생산 보드 후에 측정된 조리개 마모는 9.2μm에 이릅니다. 자연스럽게 55°에서 58.3°로 표류하는 스퀴지 각도와 결합하면 솔더 페이스트 전달 효율이 11.7% 감소하고 평균 인쇄 두께가 125μm에서 110μm로 감소하여 BGA 솔더 볼이 리플로우 중에 충분한 액체 금속 볼륨을 형성하여 내부 기포를 압착하고 배출하는 것을 방지합니다.

리플로우 오븐 온도 영역 설정 및 질소 환경으로 인한 이중 방해

5개 구역 리플로우 오븐의 세 번째 온도 구역에서 측정된 가열 기울기는 2.1℃/s에서 1.6℃/s로 떨어지는 반면, 질소 발생기 출구의 산소 함량은 120ppm에서 380ppm으로 증가합니다. 이 두 가지 요소의 조합은 플럭스의 환원 능력을 감소시켜 산화막의 불완전한 제거와 용융 솔더의 표면 장력을 증가시켜 보이드의 상향 병합 및 탈출을 더욱 방해합니다.

교차 검증으로 근본 원인 경로 고정

동시에 솔더 페이스트를 새로운 배치로 교체하고 스퀴지 각도를 55.5°로 보정하여 보이드율을 31.4%에서 19.6%로 줄였습니다. 질소 산소 함량을 다시 100ppm 미만으로 줄인 후 보이드율은 8.3%로 안정화되었으며, 이는 재료 노후화 및 대기 제어가 지배적인 요인인 반면 스텐실 마모는 가속화되는 저하 조건이며 제어할 수 없는 단일 공정 매개변수에만 기인할 수 없음을 확인했습니다.