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이동: 비습윤성 결함이란 무엇입니까? | 비습윤성 결함을 수정하는 것이 중요한 이유 | 비습윤 결함의 일반적인 원인 | 젖지 않는 결함을 수정하는 방법 | 고품질 PCB를 위한 Millennium Circuits와 파트너 관계
인쇄 회로 기판(PCB)의 제조 공정에는 일반적으로 리플로우 솔더링 또는 리플로우로 알려진 절차가 포함됩니다. 리플로우는 PCB 표면을 솔더 페이스트로 덮어 보드의 수천 개의 아주 작은 부품을 PCB 패드에 임시로 부착하는 것을 용이하게 합니다. 솔더 페이스트는 높은 열을 가할 수 있을 만큼 충분히 오랫동안 부품을 안정화시킵니다. 높은 열은 땜납을 리플로우합니다. 즉, 페이스트를 용융 물질로 바꾸어 기판을 가로질러 흐르게 하여 구성 요소를 제자리에 단단히 고정시키는 영구 땜납 접합부를 생성합니다.
리플 로우 솔더링은 유용한 기술이지만 많은 제조 공정, 특히 작은 부품 덩어리가 관련된 공정에서와 마찬가지로 항상 오류가 발생할 가능성이 있습니다. PCB의 리플로우 솔더링 결함 중 비습윤은 드문 일이 아니며 결함이 있는 보드의 구조적 무결성 및 성능에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 다행히 보드 젖음성을 개선하고 이 결함을 방지하기 위한 예방 조치를 취할 수 있습니다.
이 가이드에서는 비습윤성으로 알려진 납땜 결함에 대해 논의하고, 자주 발생하는 원인과 잠재적인 해결 방법을 설명하고, 납땜 결함의 사진을 제공하여 무엇이 잘못될 수 있고 어떻게 수정해야 하는지를 시각적으로 명확하게 보여줍니다.
비습윤 불량은 용융된 땜납이 기판의 모재와 접착되지 않을 때 발생하는 납땜 불량이다. 이 결합이 실현되지 않으면 땜납이 구성요소의 단자나 PCB 패드에 접착되지 않아 서로 단단히 달라붙을 수 있습니다. 보드의 표면 재료는 노출된 상태로 유지되며 솔더 자체가 거칠거나 광택이 없어 보일 수 있습니다. 비습윤은 또한 땜납 재료가 부족한 땜납 접합부 내에 구멍 생성인 보이드로 직접 이어집니다.
비습윤 결함은 디웨팅과 다릅니다. 솔더 디웨팅의 의미는 무엇입니까?
디웨팅은 용융 땜납이 처음에는 부품 단자와 PCB 패드를 코팅하지만 이후에는 이들 부품에서 멀어져 모재에 땜납의 얇은 부분과 불규칙하고 두꺼운 덩어리가 남게 될 때 발생합니다. 보드의 표면 재료는 일반적으로 노출된 상태로 남아 있지 않습니다. 디웨팅이 발생하면 일반적으로 솔더 조인트와 필렛 품질에 영향을 미칩니다.
비습윤성 결함은 항상은 아니지만 종종 주석-은-구리 솔더와 같은 무연 솔더에서 발생합니다. 일부 금속은 다른 금속화에 따라 위킹 및 퍼짐 특성이 다르기 때문에 다른 금속보다 젖지 않는 경향이 있습니다. OSP(유기 납땜성 방부제)로 코팅된 베어 구리 기판은 특히 두 번 이상의 열 주기를 거친 경우 PCB 패드가 젖지 않는 경우가 많습니다. 반면에 순수한 주석은 은 침지 마감재와 마찬가지로 잘 퍼지고 비습윤성을 줄이는 경향이 있습니다. 니켈-금 합금은 또한 불순물을 포함하지 않는 한 잘 납땜되고 비습윤을 최소화하는 경향이 있습니다.
PCB의 비습윤성 결함을 해결하는 것이 왜 그렇게 중요한가요? 젖지 않으면 보드의 기능과 성능을 손상시키는 심각한 구조적 문제가 발생할 수 있습니다.
PCB에 젖지 않으면 불안정한 솔더 조인트가 생성됩니다. 회로 기판의 조인트가 불안정하면 부러지거나 전기 전도성이 좋지 않을 수 있습니다. 그리고 솔더가 모재에 접착되지 않으면 부품과 PCB 패드가 보드에 단단히 고정되지 않습니다. 그것들은 느슨하고 연결 상태가 좋지 않거나 즉시 또는 스트레스를 받을 때 떨어질 수 있습니다. 적절한 구성 요소가 제자리에 단단히 고정되지 않으면 PCB가 올바르게 작동하지 않습니다.
비습윤성 결함에는 몇 가지 일반적인 원인이 있습니다. 다음은 PCB에서 비습윤이 발생할 수 있는 여러 가지 이유입니다.
인쇄 회로 기판의 마감은 솔더가 얼마나 잘 리플로우되고 젖음이 얼마나 발생하는지를 결정하는 데 큰 도움이 됩니다. 마감 처리가 부적절하고 베어 보드의 많은 부분이 노출된 상태로 남아 있으면 솔더가 더 어렵게 리플로되어 PCB에 잘 붙지 않게 됩니다.
주석/납 도금을 하기 전에 PCB의 구리 핀이 부적절한 구리 도금을 받으면 젖지 않게 될 수 있습니다. 그 이유는 아연이 주석/납 도금을 방해하는 것을 방지하고 땜납이 올바르게 접착되지 않도록 하려면 충분한 구리 도금이 필수적이기 때문입니다.
오래되고 열화된 플럭스(납땜 전후에 사용되는 화학 세정제)는 빠르게 젖지 않게 할 수 있습니다. Flux는 열린 용기에서 빠르게 분해됩니다. 고체 함량이 일정하게 유지되더라도 성능이 크게 저하됩니다. 정기적인 플럭스 변경은 이 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다.
세척에 사용되는 플럭스의 유형은 PCB에서 비습윤이 발생하는지 여부도 결정할 수 있습니다. 일반적으로 고활성 플럭스는 우수한 납땜성 및 비습윤 위험을 낮춥니다. 반대로, 활성이 낮고 잔류물이 적은 플럭스는 납땜성 불량 및 비습윤 가능성 증가를 유발할 수 있습니다. 활성이 낮은 플럭스는 PCB 표면에서 산화물을 제거하기에 충분하지 않으며 산화물은 젖음성을 방해합니다.
보드에 주석과 납 도금이 너무 얇은 경우 잘못된 두께로 인해 납땜성이 떨어지고 젖지 않습니다. 더 얇은 코팅은 보관 수명이 더 짧고 납땜이 발생할 때까지 지속되지 않을 수 있습니다.
보드가 너무 오래 보관되면 효과적인 납땜이 어려워지고 젖지 않을 가능성이 높아집니다. 우리가 보았듯이, 납땜성은 일반적으로 도금 두께에 직접적으로 대응합니다. 장기간 보관시 납땜성을 좋게 하기 위해 필요한 도금이 파손될 수 있습니다. 1년 이상 보관된 PCB는 납땜성이 불량하고 젖지 않을 위험이 증가할 수 있습니다.
PCB의 수지가 번지면 납땜을 방해하여 비습윤을 유발할 수 있습니다. 예를 들어, 보드 수지가 핀 모서리에 번져 해당 부분이 젖지 않게 할 수 있습니다.
경우에 따라 프린트 기판 코팅 전체에 비습윤 현상이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, PCB의 금 표면 코팅은 무전해 금 수조의 불균형으로 인해 표면 전체에 비습윤을 유발할 수 있습니다.
납땜을 받는 표면의 산화는 종종 비습윤으로 이어질 수 있습니다. 산화물은 땜납과 모재 사이에 개입하여 적절한 접착을 방해합니다. 이 경우 산화된 표면의 모든 부분에 비습윤이 발생할 수 있습니다.
안정적인 솔더 접합을 보장하기 위해 솔더 페이스트의 적절한 확산이 필요하기 때문에 적은 양의 솔더 페이스트는 종종 비습윤을 유발합니다. PCB 어셈블리가 너무 적은 솔더 페이스트를 사용하면 솔더와 기판의 모재 표면 사이에 적절한 접착이 발생할 수 없습니다. 다행히도 솔더 페이스트를 충분히 적용하면 종종 PCB가 100% 젖게 됩니다.
일부 솔더 페이스트는 다른 것보다 젖지 않는 것을 방지하기 위해 더 나은 성능을 보입니다. 일반적으로 플럭스와 마찬가지로 고활성 솔더 페이스트가 저활성 솔더 페이스트보다 더 효과적입니다. 납땜성을 높이고 젖지 않는 위험을 최소화합니다.
보드에 사용된 솔더 페이스트가 만료 날짜가 지나면 플럭스가 충분히 강하지 않습니다. 플럭스는 기판에서 산화물을 제거하고 우수한 납땜성과 습윤성을 허용할 만큼 충분히 활성화되지 않습니다.
너무 낮은 납땜 온도는 회로 기판의 비습윤성을 촉진하는 경향이 있습니다. 솔더는 모재와 적절하게 결합하기 위해 특정 열 임계값이 필요합니다. 납땜 중 온도가 임계값에 도달하지 않으면 납땜이 부품이나 PCB 패드에 올바르게 부착되지 않습니다. 이 어려움은 주석/납 합금보다 융점이 더 높은 경향이 있는 무연 합금에서 특히 일반적입니다.
솔더링 온도가 일정하지 않거나 변동하면 플럭스를 활성화하지 못하고 특정 영역에서 솔더의 접착력이 저하되기 때문에 PCB가 젖지 않게 될 수 있습니다. PCB의 특정 문제 지점이 플럭스의 활성화 온도에 도달하는 열을 받지 않으면 솔더가 해당 영역에 달라붙지 않습니다.
땜납이 기판에 남아 있는 시간의 길이는 PCB 표면의 모재와 결합하는 능력에 직접적인 영향을 미칩니다. 솔더가 적절하게 접착될 시간이 충분하지 않으면 특정 위치 또는 보드 전체에서 비습윤이 발생할 수 있습니다.
또는 리플로우 프로세스 동안 솔더가 기판에 너무 오래 남아 있으면 솔더링이 일어나기 전에 플럭스가 소진될 수 있습니다. 긴 담금질 시간으로 인해 플럭스가 비활성화되면 젖지 않을 가능성이 상당히 높아집니다.
솔더 페이스트의 유형과 보드의 도금층 재료가 호환되지 않는 경우 솔더 페이스트는 표면 부품과 보드의 패드 간의 연결을 활성화하는 데 효과가 없습니다.
더 작은 칩은 필연적으로 더 얇은 솔더 페이스트 층을 포함합니다. 이러한 경우 솔더 페이스트 층이 전체 PCB를 적절하게 젖게 하기에 충분하지 않을 수 있습니다.
오염된 플럭스 또는 솔더 페이스트는 보드를 청소하지 않거나 구성 요소를 효과적으로 연결하지 않으며 적절한 습윤을 허용합니다. 오염물은 또한 땜납 흐름을 방해하고 젖지 않게 하는 원치 않는 잔류물을 PCB에 남길 수 있습니다.
이러한 결함을 수정하려면 최선의 노력에도 불구하고 젖지 않는 현상이 발생하는 경우 양호한 젖음을 촉진하거나 젖지 않는 문제를 해결하기 위해 몇 가지 다른 조치를 취할 수 있습니다.
산화는 PCB의 비습윤성 결함의 가장 흔한 원인 중 하나입니다. 리플로우 전에 솔더 분말, 부품 리드 및 PCB 패드의 산화를 줄이면 기판의 열악한 습윤 가능성을 크게 낮출 수 있습니다.
비습윤성 결함을 방지하려면 먼저 리플로우 프로파일을 조정하여 온도 차이를 최소화하는 것이 좋습니다. 적절한 온도 상승 및 노출을 제공하고 결함을 방지하기 위해 담금 영역을 변경하여 리플로우 프로파일을 조정하고 최적화할 수 있습니다.
리플로우 동안 온도 상승이 너무 가파르면 브리징, 솔더 볼링, 툼스톤 및 미세 균열과 같은 결함이 발생할 수 있기 때문에 제조업체는 종종 온도 상승을 보다 완만하게 만들기 위해 전체 열 프로파일을 높입니다. 그러나 너무 일찍 너무 많은 열을 가하면 젖지 않고 보드 박리 및 부품 연소와 같은 기타 심각한 문제가 발생할 수 있습니다. 너무 높은 열 입력은 또한 페이스트의 산화 내성이 제한되어 있는 경우 솔더 페이스트의 플럭스 활성을 감소시켜 다시 습윤 상태를 악화시킬 수 있습니다.
전체 열 입력이 너무 높아서는 안 되지만 피크 리플로우 온도는 특정 임계값에 도달해야 합니다. 리플로우 온도가 충분히 뜨거워지지 않으면 적절한 습윤이 발생할 수 없으므로 시설은 피크 리플로우 온도를 주의 깊게 모니터링해야 합니다.
리플로우 동안 소킹 시간을 줄이는 것은 종종 PCB 전체에서 비습윤을 줄이는 데 도움이 됩니다. 담그는 시간을 줄이면 플럭스가 활성 상태를 유지하고 산화물을 제거하며 적절한 습윤을 촉진하는 데 도움이 됩니다.
PCB의 보관 환경이 시간이 지남에 따라 품질을 유지하는 데 이상적인지 확인하십시오. 보관 장소의 온도와 습도가 PCB 장기 보관 기준에 맞지 않을 경우 조정을 하거나 다른 보관 장소를 선택하는 것이 좋습니다.
보관 공간이 필수 표준을 충족하더라도 보호 덮개 없이 1년 이상 보관된 PCB는 사용하지 않는 것이 가장 좋습니다. 오랫동안 보관된 보드는 도금 품질이 저하되어 납땜성이 떨어지고 비습윤성 결함이 발생할 가능성이 높습니다.
우리가 보았듯이 PCB에 사용되는 솔더 페이스트의 품질은 솔더링성과 비습윤성에 직접적인 영향을 미칩니다. 솔더 페이스트가 노화되거나 만료된 경우 전면에 걸쳐 충분히 젖을 수 있는 새로운 페이스트를 찾으십시오.
PCB의 열등한 금속 표면 마감으로 인해 일부 비습윤 결함이 발생하기 때문에 마감 품질에 주의를 기울이는 것이 중요합니다. 고온 내성 OSP를 사용하는 것이 한 가지 가능성이며 다른 하나는 무전해 니켈 침지 금(ENIG)을 사용하는 것입니다.
이미 비습윤이 발생한 경우 황산을 사용하여 땜납 및 산화물을 제거하십시오. 약 2% 농도의 황산 용액을 준비하고 각 결함 보드를 몇 분 동안 여기에 담근다. 황산은 잘 젖지 않은 솔더와 보드의 주석 산화물 또는 주석 마이그레이션 영역을 먹어치웁니다. 이 작업을 완료하면 보드가 깨끗해지고 두 번째 리플로우 및 재 납땜을 위한 준비가 됩니다.
이제 인쇄 회로 기판의 비습윤성 결함에 대한 몇 가지 잠재적인 원인과 솔루션을 알았으므로 전기 애플리케이션에서 품질, 적절한 습윤성 및 고성능을 위해 신중하게 선택한 PCB를 구매하고 싶을 것입니다.
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회로 기판이 포함된 전자 장치를 분해하면 부품이 납땜 기술을 사용하여 부착된 것을 볼 수 있습니다. 납땜은 연결 주변의 땜납을 녹여서 두 개 이상의 전자 부품을 함께 결합하는 과정입니다. 납땜으로 영구적인 연결을 만들 수 있지만 납땜 제거 도구를 사용하여 연결을 되돌릴 수도 있습니다. 오늘은 납땜에 대해 알아보도록 하겠습니다. 그것은 무엇입니까? 응용 프로그램은 무엇입니까? 프로세스는 어떻게 진행되나요? 납땜이란 무엇입니까? 납땜은 땜납을 녹여서 서로 다른 유형의 금속을 결합하는 접합 공정입니다. 땜납은 일반적으로 주석과 납
납땜은 금속을 함께 결합하는 일반적인 방법입니다. 알루미늄은 납땜할 수 있지만 다른 금속보다 훨씬 더 어려울 수 있습니다. 올바른 혼합 땜납 사용 및 산화알루미늄 제거를 포함하여 알루미늄 납땜을 더 쉽게 하기 위해 적용할 수 있는 팁이 있습니다. 알루미늄은 특수 용접 장비 없이 결합하기가 정말 어렵습니다. 프로젝트에 따라 알루미늄에 사용하거나 알루미늄을 다른 금속에 접합하기 위한 특수 땜납 또는 납땜 합금을 추적해야 합니다. 온라인이나 비정상적으로 잘 갖춰져 있는 철물점에서 땜납을 구했다면, 주요 과제는 산화알루미늄 층이 표면에