흔히 사람들은 디핑 과정이 쉽다고 생각합니다. 프로세스를 최적화하기 위해 미리 시간을 투자한다면 그렇지만, 이 최적화에는 약간의 시간과 시행착오가 필요할 수 있습니다.
침지 공정에서 가장 중요한 두 가지 공정 파라미터는 침지 깊이와 체류 시간입니다. 이 두 파라미터는 모두 침지 공정에 사용되는 특정 부품에 맞게 최적화되어야 합니다. 두 개 이상의 부품이 사용되는 경우, 각 부품에 대해 별도로 공정을 최적화해야 합니다. 다만, 침지 깊이와 체류 시간 사이에는 상관관계가 있습니다. 침지 깊이가 깊을수록 체류 시간은 짧아질 수 있으며, 따라서 침지 깊이가 얕을수록 더 긴 체류 시간이 필요합니다.
마지막 설명에서 유일한 문제는 침지 깊이가 너무 깊거나 너무 얕을 수 있다는 점입니다.담금 깊이가 너무 깊으면 ‘웨트 브리징(플럭스가 부품 범프 사이를 연결하는 현상)’이 발생하여 픽 앤 플레이스 비전 오류나 불량 부품으로 이어질 수 있습니다. 또한 담금 깊이가 너무 깊으면 부품이 플럭스 저장소에 끼일 수도 있습니다. 반대로, 담금 깊이가 너무 얕으면 부품 범프로 전달되는 플럭스 양이 부족해져 솔더 접합부가 제대로 형성되지 않을 수 있습니다. 이로 인해 ‘헤드-인-필로우(Head-in-Pillow)’ 또는 ‘스노우맨 오픈(Snowman Opens)’ 현상이 발생할 수 있습니다.
체류 시간도 마찬가지입니다. 체류 시간이 너무 길면 플럭스가 과다하게 공급되어 웻 브리징이나 비전 오류가 발생하거나, 부품이 플럭스 저장소에 끼일 수 있습니다. 반대로 체류 시간이 너무 짧으면 플럭스 양이 부족해져 적절한 솔더 접합이 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있습니다.
따라서 조립 초기 단계에서 시간을 할애하여 각 부품에 대해 적절한 플럭스 도포 깊이와 플럭스 저장소에 부품을 담가 두는 시간을 최적화하는 것이 매우 중요합니다. 이를 수행하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 적절한 플럭스 도포 여부를 확인하는 가장 쉬운 방법은 부품이 배치될 부위 위에 유리 현미경 슬라이드를 보드 위에 올려놓는 것입니다.
기판 두께를 조정해야 할 수도 있다는 점을 유의하십시오. 이는 배치 시 가해지는 압력으로 인해 유리 슬라이드가 파손되거나 픽 앤 플레이스 노즐이 손상되는 것을 방지하기 위함입니다.그런 다음 픽 앤 플레이스 장비를 사용하여 테이프 앤 릴 패키지에서 부품을 집어낸 후, 플럭스 저장소에 부품을 담갔다가 유리 슬라이드 위에 부품을 실어줍니다. 이 단계에서 부품이 실린 유리 슬라이드를 기판에서 쉽게 분리할 수 있습니다.
그런 다음 유리 슬라이드를 뒤집어 현미경 아래에 놓고 부품 범프에 플럭스가 제대로 도포되었는지 검사할 수 있습니다. 플럭스는 모든 부품 범프의 높이 중 50~60%를 덮어야 하며, 범프 사이에 플럭스가 연결되어 있는 현상은 보이지 않아야 합니다. 일반적으로 부품이 배치된 경우 플럭스 연결 현상은 나타나지 않는데, 이는 비전 시스템이 정렬을 위해 개별 부품 범프를 식별하지 못했을 것이기 때문입니다. 그런 경우 해당 부품은 불량으로 판정되었을 것입니다.그런 다음 플럭스 침지 깊이와/또는 체류 시간을 조정하여 적절한 양의 플럭스(범프 높이의 50~60%)를 확보할 수 있습니다. 부품이 저장소에 끼이는 경우, 침지 깊이와/또는 체류 시간을 줄여야 합니다.
이 공정을 시작할 때 제가 드릴 수 있는 가장 좋은 조언은 실제 돌기 높이의 50%~60% 깊이와 0.5~1초의 체류 시간을 설정하는 것입니다. 이후 공정을 최적화하기 위해 필요한 조정을 해야 할 것입니다.
PoP 플럭스의 실온 보관 기간은 저장통 내에서 대략 8시간 정도입니다. 그러나 플럭스 저장통을 수시로 확인하여 항상 충분한 양의 플럭스가 남아 있는지 확인하고, 필요할 때 보충하는 것이 중요합니다. 다른 공정과 마찬가지로, 작업자가 교체될 때마다 플럭스를 교체할 것을 권장합니다. 이렇게 하면 작업자는 저장소에 들어 있는 플럭스에 대해, 예를 들어 라인에 처음 투입되었을 때의 양이나 시간이 지남에 따라 얼마나 보충되었는지 등 모든 정보를 파악할 수 있습니다. 이를 통해 공정 내 변동성을 최대한 줄일 수 있습니다.
PoP 공정에서는 리플로우 공정 범위를 넓히고 결함 발생 가능성을 줄이기 위해 질소 리플로우가 자주 사용됩니다. 반드시 필요한 것은 아니지만, PoP 부품과 PoP용 플럭스를 사용하여 어셈블리를 제작하는 고객의 70~80%는 질소를 사용할 것이라고 생각합니다.
