많은 공장에서 무연 공정으로 전환할 때 실제 은 및 구리 함량을 확인하지 않고 SAC305 라벨이 붙은 솔더 페이스트를 직접 구매하므로 고온 및 고습 노화 테스트 중에 솔더 접합부 파괴율이 3배 이상 급증합니다. 근본 원인은 다양한 공급업체의 SAC305 실제 구성이 Ag 2.8~3.2 중량% 및 Cu 0.5~0.7 중량%라는 것입니다. 은 함량이 2.9 중량% 미만이면 수지상정 간격이 증가하고 열 피로 저항이 감소합니다. 올바른 관행은 공급업체가 각 솔더 페이스트 배치를 보관하기 전에 ICP-MS 테스트 보고서를 제공하도록 요구하고 현장에서 XRF 장비를 사용하여 은-구리 비율 편차가 ±0.1wt% 이내로 제어되는지 여부를 즉석 점검하는 것입니다.

생산 라인에서는 비용 절감을 위해 Sn63Pb37과 SAC305 솔더 페이스트를 혼합하고 동일한 스텐실과 스퀴지 세트를 공유하므로 리플로우 후 솔더 조인트에서 명백한 박리와 보이드가 발생합니다. 위험은 납-주석 공융 단계와 주석-은-구리 금속간 화합물 IMC의 성장 역학이 완전히 다르다는 것입니다. 납 원자는 새로 형성된 Cu6Sn5 경계면으로 분리되어 치밀화를 방해합니다. 올바른 관행은 솔더 페이스트의 구역별 관리를 엄격하게 구현하는 것입니다. 다양한 합금 시스템에는 인쇄 기계용 독립적인 스텐실, 스퀴지 및 세척 용제를 장착해야 하며 라인 전환 후 솔더 페이스트 잔류물 확인을 위해 최소 3개의 보드를 사용해야 합니다.

엔지니어는 램프업 경사에 대한 솔더 페이스트 합금 융점의 민감도를 무시하고 리플로우 오븐 구역의 온도 변동을 확인하는 즉시 설정점 값을 즉시 조정합니다. 예를 들어, SAC305의 실제 액상선과 고상선은 모두 217°C인 반면 SAC405의 실제 액상선은 218°C입니다. 가열 구간의 램프업 기울기가 3°C/s를 초과하면 저융점 플럭스의 조기 휘발로 인해 주석 분말 산화가 악화됩니다. 올바른 관행은 다양한 합금 시스템에 대한 램프업 경사 임계값을 확고히 하는 것입니다. SAC305의 한계는 2.5°C/s인 반면 SAC405의 한계는 2.8°C/s로 완화됩니다. 퍼니스 챔버 설정점에 의존하는 대신 K형 열전대를 사용하여 PCB 표면의 실제 온도 램프 곡선을 측정합니다.

들어오는 검사에서는 합금 분말의 산소 함량을 완전히 무시하고 솔더 페이스트 점도와 슬럼프만 측정합니다. 한 공장에서 표준을 초과하는 산소 함량을 0.15wt% 초과하는 솔더 페이스트를 사용한 후, AOI 감지 실패율이 42% 증가했습니다. 이는 고산소 주석 분말이 리플로우 중에 플럭스 잔류물로 감싸인 다수의 미세 보이드를 생성하기 때문입니다. 올바른 관행은 솔더 페이스트 제조업체에게 CO2 하에서 분말을 생산하도록 요구하는 것입니다. 보호 분위기를 유지하고 각 배치의 공장 검사 보고서에 측정된 산소 함량 값을 표시합니다. 현장 점검은 Leco 산소-질소 분석기를 사용하여 수행할 수 있으며 적격성 임계값은 0.08wt% 이하로 설정됩니다.

기술자들은 SnBi 기반 저온 솔더 페이스트가 220°C 이상에서 Bi 상 조대화를 유발하고 입자 경계를 따라 부서지기 쉬운 비스무트가 풍부한 상을 침전시켜 낙하 테스트에서 첫 번째 실패를 야기한다는 사실을 모르고 솔더 접합부가 둔해 보이는 것을 발견하면 리플로우 최고 온도를 단순히 높입니다. 근본 원인은 온도가 상승함에 따라 주석 매트릭스에서 Bi의 용해도가 감소한다는 것입니다. 올바른 관행은 SnBi 솔더 조인트의 최고 온도를 210±2°C 범위 내로 고정하고 유지 시간은 60초를 초과하지 않는 것입니다. 이 범위를 초과하면 되돌릴 수 없는 취성이 발생합니다.

간단한 검사 체크리스트: 솔더 페이스트 패키지에 표시된 합금 구성이 IPC J-STD-005와 일치하는지 확인하고, 수신 검사 보고서에서 측정된 Ag/Cu/O 값을 확인하고, 스텐실 마킹이 현재 솔더 페이스트 모델과 일치하는지 확인하고, 리플로우 오븐 구역 온도 기록지에 표시된 램프 업 기울기가 한계를 초과하는지 확인하고, AOI 프로그램의 솔더 조인트 그레이스케일 임계값이 합금 유형에 따라 재보정되었는지 확인합니다.