In 산업용 제어 보드의 SMT 생산 라인에서는 BGA 솔더 조인트의 보이드율이 표준을 초과하지만 솔더 페이스트 배치 이상이 발견되지 않거나 동일한 솔더 페이스트가 FR-4 보드에서 99.8%의 수율을 보이지만 2.0mm 두께의 high-TG 산업용 제어 보드로 전환한 후 솔더 브리지율이 12% 급격하게 증가하는 경우가 많습니다. 이러한 문제는 근본적으로 장비 매개변수와 관련된 것이 아니라 솔더 페이스트의 기술 지표와 산업용 제어 보드의 물리적 특성 간의 암묵적인 불일치와 관련이 있습니다. 예를 들어, 두꺼운 보드의 열용량이 크면 피크 리플로우 온도가 지연됩니다. 솔더 페이스트의 저비점 용제 비율이 너무 높으면 가열 단계에서 조기에 휘발되기 쉽고 플럭스 필름이 파열되어 젖음성이 고르지 않게 됩니다. 금속 함량이 88.5%보다 낮으면 인쇄 후 넓은 구리 호일 영역의 솔더 페이스트 붕괴량이 기존 소비자 PCB보다 37% 더 높아집니다. 이는 통계적 변동이 아니라 현미경으로 재현 가능한 물리적 현상입니다.
공칭 점도가 650 Pa·s인 솔더 페이스트만 전단율 100/s에서 실제 겉보기 점도가 210 Pa·s에 불과할 수 있으므로 점도와 요변성 지수를 함께 검토해야 합니다. 산업용 제어 보드 SMT의 일반적인 스퀴지 속도는 45mm/s이고 압력은 0.45MPa입니다. 이때 요변성 지수가 0.55보다 낮은 솔더 페이스트는 스텐실 개구부 폭이 0.25mm 미만인 QFN 패드에 엣지 드로잉을 갖게 됩니다. 그러나 요변성 지수가 0.72를 초과하면 디몰딩 후 솔더 페이스트의 수직 가장자리가 지나치게 높아져 리플로우 초기 단계에서 자체 붕괴가 발생합니다. 우리는 실제로 풍력 발전 메인 제어 보드의 대량 생산에서 세 가지 주류 솔더 페이스트를 테스트했습니다. 그 중 A형의 요변성 지수는 0.61이고 인쇄 후 높이 일관성의 표준 편차는 6.2μm입니다. B 유형의 요변성 지수는 0.53이고 표준 편차는 11.8μm에 이릅니다. Type C는 요변성 지수가 0.75로 탈형 후 깨끗하지만 리플로우 후 솔더볼 발생률이 2.3배 더 높습니다.
금속 함량과 입자 크기 분포 사이에는 강한 연관 관계가 있습니다. 공칭 금속 함량이 89.2%인 솔더 페이스트의 경우 D50 입자 크기가 28μm보다 크면 0.3mm 피치 ARM 코어 BGA에 인쇄할 때 스텐실 홀 벽의 마찰이 강화되어 유효 전사율이 73%로 떨어집니다. 함량이 89.2%로 동일하지만 D50이 22μm인 솔더 페이스트의 경우 전사율은 89%에 도달할 수 있습니다. 그러나 후자의 산화막은 리플로우 단계에서 더 얇아지고, 질소 순도 요구 사항은 99.995% 이상으로 높아집니다. 그렇지 않으면 공실률이 8.7%에서 24.1%로 치솟는다. 이는 동일한 공장에서 동일한 리플로우 오븐을 사용하고, 질소 공급원을 전환한 후 수율이 갑자기 떨어지는 이유를 설명합니다. 문제는 퍼니스 온도 곡선이 아니라 대기 조건에 대한 솔더 페이스트의 기술 지표의 엄격한 의존성에 있습니다.
세척 공정을 분리하지 않고는 플럭스의 활성 수준을 판단할 수 없습니다. ROL0 레벨 솔더 페이스트의 잔류 절연 저항은 >1×1010Ω이지만, 로진 기반 캐리어는 125°C에서 180초 동안 보관된 후 뚜렷한 탄화 경향을 보입니다. 철도교통신호판의 고온고습 노화시험에서 과도한 누설전류가 나타났다. 근본 원인은 ROL0 솔더 페이스트를 선택했지만 보드 표면 이온 오염(IC) 재테스트를 수행하지 않았기 때문입니다. ROL1 레벨 솔더 페이스트는 물 세척이 필요하지만 스프레이 압력 0.25 MPa 및 수온 62°C 조건에서 IC 값은 0.78 μg/cm2 NaCl 상당으로 안정적으로 제어되며, 이는 장기 사용 후 무세척 유형의 전기화학적 마이그레이션 위험보다 훨씬 좋습니다.
다양한 산업 제어 시나리오에 대한 명확한 선택 방향이 있어야 합니다. 군용 산업용 제어 보드는 D50≤22μm, 금속 함량≥89.0%, 요변성 지수 0.58~0.65의 솔더 페이스트를 사용해야 하며, 질소 보호 및 IC 온라인 모니터링 기능을 의무적으로 갖추고 있습니다. 풍력 발전 및 철도 운송과 같은 실외 산업용 제어 보드는 응축수 환경에서 잔류물의 부식 속도가 ROL0보다 40% 낮기 때문에 할로겐 억제제가 포함된 ROL1 활성 솔더 페이스트에 우선순위를 두어야 합니다. 비용에 극도로 민감한 PLC 기본 모듈 생산 라인의 경우 모든 스텐실 개구부가 5μm 두꺼워지고 계단식 스텐실 설계가 취소된 경우 D50=25~27μm, 금속 함량 88.5%, 요변성 지수 0.60±0.03의 균형 잡힌 솔더 페이스트를 사용할 수 있습니다. 모든 선택은 공장 자체 리플로우 오븐의 측정된 보이드 비율 <15%, ICT 개방 회로 비율 <30ppm, HALT 이후의 온전한 기능을 하드 임계값으로 취해야 합니다. 충족되지 않으면 예외 없이 즉시 전환하십시오.
