솔더 볼의 형성은 단일 요인으로 인해 발생하는 것이 아니라 솔더 페이스트 인쇄 오프셋, 불합리한 스텐실 개방 설계, 비정상적인 리플로우 솔더링 온도 프로파일 및 PCB 패드와 솔더 마스크 간의 부적절한 일치와 같은 여러 링크의 결합된 작용의 결과입니다. 가장 흔히 간과되는 요인은 스텐실 두께와 개구 면적 비율이 0.66 미만일 때 솔더 페이스트 방출 능력에 대한 억제 효과입니다. 이로 인해 솔더 페이스트 일부가 스퀴지 압력 하에서 스텐실 가장자리에서 압착되어 패드 외부에 남게 됩니다.

우리는 0402 패키지 저항기의 경우 SPI 검사 중에 인쇄량 변동 계수가 12%를 초과하면 후속 리플로우 후 솔더 볼 발생률이 1,000개당 3.7개 이상으로 증가한다는 사실을 발견했습니다. 특히 솔더 페이스트 입자 크기가 25±5μm이고 점도가 850Pa·s인 경우 미세 분말의 비율이 높아 솔더 페이스트의 붕괴 경향이 악화됩니다. 스퀴지 각도를 55°에서 60° 사이로 설정하면 탈형 효과가 향상되지만 QFN 대형 패드 영역에서 2차 솔더 페이스트 끌림이 발생하기 쉽습니다. 이러한 후행 물질은 질소 분위기에서 완전히 산화될 수 없으며 용융된 솔더에 직접 관여하여 솔더 볼의 코어를 형성합니다.

PCB 솔더 마스크가 솔더 볼에 미치는 영향은 매우 실용적입니다. 그린 솔더 마스크의 두께가 25μm를 초과하거나 패드 가장자리와 0.05mm 이상의 오정렬이 있는 경우 리플로우 단계에서 플럭스의 휘발이 차단되어 액체 주석이 솔더 마스크의 약한 부분으로 이동하게 됩니다. 특히 BGA 하단의 관통 구멍을 레진 플러깅으로 처리하지 않으면 솔더 재료가 구멍 벽을 따라 쉽게 올라가 위쪽에서 볼로 응결될 수 있습니다. 이러한 솔더볼은 직경이 0.1mm~0.3mm 사이인 경우가 많고 단단하게 부착되어 있어 AOI로 식별하기 어렵습니다.

JiaJinYuan에서 사용하는 무세정 솔더 페이스트는 25℃ 환경에서 요변성 지수가 4.2~4.8 범위로 제어됩니다. 작업장의 온도 및 습도 변동이 22±3℃ 및 55±10%RH 범위를 초과하면 솔더 페이스트의 겉보기 점도가 15% 이상 감소하여 붕괴 방지 능력이 약화됩니다. 이때 스텐실 장력을 38N/cm2로 유지하더라도 인쇄 후 솔더 페이스트 가장자리에 미크론 수준의 버가 여전히 나타납니다. 실장기의 진공노즐이 올라가는 순간 기계적 교란으로 인해 떨어져 나가 주변에 흩어지게 됩니다. 이러한 유리 솔더 입자는 리플로우 초기 단계에서 가열되어 부품 본체 또는 PCB 표면에 뿌려져 분리된 솔더 볼을 형성합니다.

솔더볼 문제를 해결하기 위해 리플로우 오븐에만 집중할 수는 없습니다. 우리는 솔더 페이스트의 보관 조건이 냉장 요구 사항을 충족하는지, 스텐실 청소 빈도가 초음파 세척으로 500장 인쇄마다 한 번에 도달하는지, 배치 기계 노즐의 마모 정도가 0.02mm를 초과했는지 추적해야 합니다. 노즐 내경의 약간의 변형으로 인해 배치 압력 분포가 변경되어 0201 장치가 Z축 방향으로 0.05mm 수준의 미세 침강을 생성하여 원래 정상적인 솔더 페이스트 볼륨을 압박하고 국부적인 오버플로가 발생하기 때문입니다.