Void issues have always been a yield bottleneck in the soldering of BGA and QFN devices, especially on temperature-sensitive components or large pad structures. Simply adjusting the reflow profile can only achieve limited improvement; a breakthrough must be made through the synergistic optimization of Solder Paste properties and furnace atmosphere. Last year, when we validated the void-free nitrogen reflow combined with low-void solder paste solution on JJY SMT Line 3, we found that merely increasing nitrogen flow rate while neglecting real-time oxygen content monitoring instead led to a rebound in voids. This is because when oxygen content fluctuates beyond 80 ppm, the regeneration rate of the oxide film on the solder paste surface will exceed the reducing capacity of the Flux.
Critical Control of Nitrogen Purity and Oxygen Content
On-site measurements show that when using the same nitrogen generator without an online oxygen analyzer, the measured oxygen content In the furnace chamber fluctuates between 40 and 120 PPM, corresponding to a large variation In BGA void rate from 5.2% to 18.7%. After installing the analyzer and locking the oxygen content at ≤50 PPM, the void rate stabilized at 2.8% ± 0.6%. 이는 단순히 가스를 도입하는 것만으로는 질소 리플로우가 작동하지 않음을 나타냅니다. oxygen content must be included as a core process parameter In SPC control, and the sampling port must be located at the exhaust side of the furnace chamber rather than the inlet side.
Three Key Process Adaptation Points for Low-Void Solder Paste
JJY LDS-702 로우 보이드 솔더 페이스트는 단순히 금속 함량을 낮추는 것만으로는 보이드를 줄이지 않습니다. 대신 구형 분말 입자 크기 분포 D50을 22 ± 1μm로 제어하고 벌크 밀도를 4.05g/cm3로 높이며 플럭스 내 로진 유도체 및 유기산에 대한 이중 피크 휘발 온도 설계를 채택합니다. 이를 통해 용매의 85% 이상이 150°C 이전에 빠져나가는 반면 잔여물은 220°C에서 충분한 습윤 장력을 유지하여 공극이 닫히기 전에 경화된 필름에 의해 밀봉되는 것을 방지합니다.
인쇄 및 배치 과정에서 숨겨진 증폭 효과
위의 조합을 사용하더라도 스텐실 애퍼처 벽 거칠기 Ra > 0.4μm이거나 스퀴지 각도가 58° 미만인 경우 솔더 페이스트 릴리스 중에 마이크로 스트링이 발생하여 공기가 갇히게 됩니다. 이는 배치 기계의 진공 노즐의 방해와 결합되어 초기 보이드 핵의 수를 3~5배 증가시킬 수 있습니다. In 비교 테스트에서 동일한 솔더 페이스트의 보이드율은 Ra = 0.25μm인 스텐실에서 2.3%였으며, Ra = 0.48μm인 스텐실을 사용할 때는 6.1%로 증가했습니다. 따라서 보이드가 적은 솔더 페이스트는 고정밀 스텐실 및 견고한 스퀴지 시스템과 결합되어야 합니다.
리플로우 프로파일의 동적 결합 논리
최고 온도 설정은 단독으로 최적화할 수 없습니다. 질소 유량에 따라 폐쇄 루프 반응을 형성해야 합니다. 컨베이어 속도가 70cm/min일 때, 최고 온도가 245°C라도 질소 유량이 25L/min 미만이면 보이드 제거 효율이 40% 감소합니다. 고온부의 잔류산소가 솔더 표면의 재산화를 촉진하기 때문이다. 유량을 35L/min으로 증가시킨 후 238°C에서도 동일한 보이드 억제 효과를 얻을 수 있습니다. 이는 온도와 대기 사이의 강한 결합을 보여 주며 매개변수는 독립적으로 조정할 수 없습니다.
