리플로우 오븐 디버깅 중에 우리는 0201 저항 배치의 삭제 비율이 갑자기 3.7%로 증가한 것을 발견했습니다. 동시에, 현미경으로 우리는 솔더 페이스트 접합부 가장자리의 흑화와 습윤 각도의 비정상적인 증가를 관찰했습니다. 추가 측정 결과 실제 최고 온도는 설정값보다 23°C 더 높은 것으로 나타났습니다. 이 솔더 페이스트의 공칭 공차 한계는 245°C인 반면, 실제 오븐 캐비티의 최고점은 268°C에 도달했습니다. 이는 열전대 부착 위치의 편차나 장기간 사용 후 K형 열전대의 노화로 인해 온도 피드백에 심각한 지연이 발생했음을 나타냅니다.

솔더 페이스트가 8초를 초과하는 기간 동안 권장 최고 온도를 5°C 이상 초과하면 플럭스 잔류물의 탄화가 강화됩니다. 이는 솔더 페이스트 붕괴로 이어지는 표면 장력을 약화시킬 뿐만 아니라 용융 솔더와 패드 구리 층 사이의 야금학적 결합을 방해합니다. 이 시점에서는 리플로우 시간을 단축해도 솔더 조인트 IMC 층의 제어되지 않은 두께를 해결할 수 없습니다. 우리는 FIB 단면 분석을 통해 이를 확인한 적이 있습니다. 최고 온도 265°C에서 Cu6Sn5 층의 두께는 240°C 조건에서보다 1.8배 더 두꺼워 접합부 전단 강도가 42%까지 직접적으로 감소했습니다.

생산 라인이 새로운 솔더 페이스트 모델로 전환한 후 온도 프로파일을 다시 실행하지 않으면 서로 다른 브랜드의 솔더 페이스트 간의 합금 녹는점과 활성화 온도의 차이로 인해 잘못된 판단이 발생할 가능성이 높습니다. 예를 들어, 어느 아침 회의에서는 BOM이 비스무트 함유 저은 솔더 페이스트로 전환되었지만 원래의 고온 프로파일이 여전히 사용되고 있음이 밝혀졌습니다. 그 결과, 3개의 연속 배치에서 BGA 솔더 볼과 QFN 바닥 부분에서 과도한 보이드율이 나타났습니다. 근본 원인은 이 솔더 페이스트의 액상선 온도가 217°C에 불과했지만 원래 프로파일 피크는 250°C로 설정되어 솔더 페이스트 조인트가 장기간 과열 및 산화를 겪었기 때문입니다.

오븐 내부의 열악한 온도 균일성도 숨겨진 원인입니다. 컨베이어 트랙의 중앙과 가장자리 사이의 온도 차이가 ±5°C를 초과하면 동일한 PCB의 양면 혼합 실장 장치에 불균일한 가열이 발생합니다. 예를 들어, 대형 QFP 패키지의 루트 핀은 국부적 과열로 인해 종종 미세 균열이 발생하는 반면 인접한 미세 피치 SOP 패키지는 열 흡수 부족으로 인해 젖음성이 좋지 않습니다. 이러한 현상은 적외선 + 열기 가열 시스템을 결합한 리플로우 오븐에서 특히 두드러집니다. 매 교대마다 다중 채널 온도 로거를 사용하여 최소 5개의 단면 지점을 측정해야 합니다.

우리는 솔더 페이스트 조인트 인장 테스트가 5일 연속 실패한 사례를 처리했습니다. 최종 근본 원인은 질소 보호 농도가 99.95%에서 99.2%로 떨어지는 것으로 확인됐다. 경보가 발생하지는 않았지만 증가된 산소 함량으로 인해 고온 영역에서 솔더 페이스트가 급속히 산화되어 용융 표면 장력의 불균형이 발생했습니다. 이로 인해 땜납이 충분히 퍼지는 것을 방지하고 대신 냉각 단계에서 수축하여 접합 구조가 찢어졌습니다. 이러한 손상은 AOI로 식별하기 어렵습니다. X-ray 또는 금속 조직 단면 분석만으로 내부 공극과 IMC 파손 형태를 확인할 수 있습니다.