준비 단계에서는 솔더 페이스트 배치의 금속 함량이 89.5±0.3%인지, 로진 기반 플럭스의 활성 수준이 RMA 등급인지, 냉장 보관 온도가 0~10℃로 유지되고 리플로우 시간이 4시간 이상인지를 동시에 확인해야 합니다. 동시에 스텐실 장력은 45±2N/cm로 조정되어야 하고 스퀴지 경도는 85±2 Shore A로 설정되어야 하며 인쇄기의 작업 환경 습도는 45±5%RH 범위 내에서 제어되어야 합니다. 그렇지 않으면 미세 입자 솔더 페이스트는 이형 중에 솔더 브리징이 발생하거나 솔더가 불충분하게 발생하기 쉽습니다.

In 핵심 매개변수 측면에서 미립자 솔더 페이스트의 분말 입자 크기 D50 값은 4.8±0.3μm 범위로 엄격히 제한되며 입자 크기 분포 범위 D90/D10≤2.1은 크기가 120μm 이하인 스텐실 개구부에서 완전한 충전을 달성할 수 있는지 여부를 직접적으로 결정합니다. 기존의 중입자 솔더 페이스트는 일반적으로 이러한 개구부 아래에서 충전율이 75% 미만인 반면, 미립자 솔더 페이스트는 안정적으로 92% 이상에 도달할 수 있습니다. 320±30Pa·s의 점도와 2.3±0.2의 요변성 지수가 결합되어 인쇄 과정에서 붕괴나 팁 형성이 발생하지 않습니다.

In 작업 단계에서 스퀴지 각도는 55±2°로 고정하고, 인쇄 속도는 25±3mm/s로 설정하고, 이형 속도는 1.2±0.1mm/s로 조절하고, 이형 거리는 0.15±0.02mm를 유지해야 합니다. 이형 거리가 0.18mm를 초과하면 응집력이 약하기 때문에 미립자 솔더 페이스트가 스텐실에 의해 쉽게 끌려 솔더 볼을 형성하고, 속도가 너무 빠르면 가장자리가 들쭉날쭉한 결함이 발생합니다. 우리는 01005 저항기를 사용하여 고객의 생산 라인을 검증한 후 릴리스 속도가 1.1mm/s에서 1.4mm/s로 증가했을 때 솔더 조인트 브리징 비율이 0.12%에서 0.87%로 급증한 것을 발견했습니다.

문제 해결을 위해서는 스텐실 바닥에 잔류 건식 솔더 페이스트 필름이 있는지 확인하는 것이 우선되어야 합니다. 왜냐하면 미립자 솔더 페이스트의 미크론 크기 입자는 건조한 환경에서 국부적 산화가 일어나 이형 저항이 증가하기 쉽기 때문입니다. 이때, IPA로 닦은 후 장력을 다시 측정하여 눈에 보이는 흠집이 없는지 확인해야 합니다. 여전히 인쇄 누락이 있는 경우 솔더 페이스트 교반 시간이 3분을 초과하는지 즉시 확인해야 합니다. 과도하게 교반하면 플럭스 필름이 파열되어 습윤성이 감소됩니다. 우리는 초과 시간 동안 교반한 후 패드 젖음 각도가 28°에서 43°로 악화된 것을 측정한 적이 있습니다.

실용적인 팁을 얻으려면 인쇄된 PCB 5개마다 100x 현미경으로 솔더 페이스트 프로파일을 샘플링하고 검사하여 네 모서리의 충만도 차이를 관찰하는 것이 좋습니다. 일방적인 결함률이 3%를 초과하는 경우 스퀴지 평행성을 수정하기 위해 기계를 즉시 정지해야 하며 솔더 페이스트 서비스 시간을 기존 8시간에서 6시간으로 단축해야 합니다. 미립자 솔더 페이스트는 비표면적이 크고 용매 휘발 속도가 더 빠르기 때문에 초과 보관 후 점도 증가율은 중입자 솔더 페이스트의 1.7배입니다. 실제 측정에 따르면 6.5시간 동안 보관한 후 점도가 380Pa·s로 상승하여 공정 창의 상한을 훨씬 초과했습니다.

리플로우 전, 패드 위 솔더 페이스트의 부피 편차가 ±8% 이하인지 확인해야 하며, 이는 SPI 장비를 통해 기준 공차를 0.05mm3로 설정하여 달성됩니다. 미립자 솔더 페이스트의 높은 입자 균일성으로 인해 동일한 스텐실에서 100회 연속 인쇄의 부피 표준 편차는 0.012mm3에 불과하며 이는 중간 입자 솔더 페이스트의 0.028mm3보다 훨씬 우수합니다. 이는 0201 패키지의 0.3×0.15mm 패드에서 솔더 볼륨 변동 범위를 ±0.004mm3 이내로 제어할 수 있어 삭제 표시 및 냉간 솔더링의 위험을 크게 줄일 수 있음을 의미합니다.

스텐실 개구부는 레이저 절단 대신 전기 주조 공정을 채택해야 합니다. 왜냐하면 레이저 절단의 가장자리 버 높이가 종종 1.2μm에 도달하여 미세 입자 솔더 페이스트의 구형 표면 구조를 긁고 불균일한 플럭스 분포를 유발하기 때문입니다. 우리는 비교 테스트에서 No.3 분말 솔더 페이스트를 사용할 때 전기성형 스텐실의 평균 솔더 접합 보이드율이 2.1%인 반면, 레이저 절단 스텐실의 보이드율은 특히 QFN 칩의 하단 패드 영역에서 5.8%로 증가한 것으로 나타났습니다.

각 재료 변경 후 첫 번째 조각은 솔더 조인트 IMC 층의 두께가 1.8~2.5μm 범위에 속하는지 여부를 측정하는 데 초점을 맞춰 X선 단면 스캐닝을 거쳐야 합니다. 미세 입자 솔더 페이스트가 더 완전히 녹아서 더 균일한 IMC 성장이 가능합니다. 그러나 리플로우 피크 온도가 235±2℃에서 벗어나면 이 두께는 제어할 수 없게 됩니다. 예를 들어, 피크가 238℃에 도달하면 평균 IMC 두께가 3.1μm로 증가하고, 대신 솔더 조인트의 피로 저항이 약화됩니다.

미세 입자 솔더 페이스트는 다른 유형의 솔더 페이스트와 혼합되는 것이 엄격히 금지됩니다. 동일한 제조업체의 동일한 시리즈의 서로 다른 배치 간에도 공급 시스템을 철저히 청소해야 합니다. 잔류량 >0.3mg은 서로 다른 배치 간 로진 수지의 분자량 분포에 ±5% 변동이 있어 계면 장력 일치에 직접적인 영향을 미치기 때문에 인쇄 가장자리가 흐릿해집니다.