여러분,
기내 열병이 좀 있어서 사이먼 피어스에서 점심을 먹으러 가기로 했어요. 그곳의 분위기는 항상 저를 편안하게 해주고 상쾌하게 해줍니다. 그래서 지배인이 폭포가 내려다보이는 작은 테이블에 저를 앉혀 주었어요. 레스토랑은 오래된 방앗간 건물에 있었고 폭포에서 나오는 전력으로 직조기를 돌렸어요. 지금은 발전기에 전력을 공급합니다.
자리에 앉자 매력적인 젊은 여성이 저를 반기는 밝은 목소리가 들렸습니다.
아이비 대학교 패티 콜먼 교수가 "론 박사님, 이리 와서 우리와 함께 앉으세요."라고 외쳤습니다.
그림 1. 패티 콜먼 교수와 동료가 감사를 수행하는 모습.
패티 교수는 매기 벤슨과 수 마치와 함께 앉아 있었습니다. 두 분의 초대로 저도 그 자리에 합류했습니다.
"와, 왕족과 식사하는 기분이네요!" 제가 놀려댔죠.
세 사람은 약간 당황한 표정이었고, 저는 "인디엄 코퍼레이션과 아이커넥트007이 후원하는 2년간의 시리즈에서 여러분의 모험을 따라다녔다"고 설명했습니다.
우리는 그들의 모험에 대해 잠시 이야기를 나누었고, 마지막으로 저는 수에게 "수학으로 대학원 학위를 받을 생각이었다고 들었는데 공학으로 진학할 것 같다고요?"라고 물었습니다.
수 씨는 얼굴이 약간 빨개지더니 "저는 수학을 좋아하지만 저에게 제안된 프로그램은 상당히 이론적이었어요. 패티 교수님은 제 수학 실력을 전자 조립에 활용해보라고 제안하셨어요. 매기는 제가 아이비리그에서 공학 박사 학위를 받을 수 있도록 후원하고 있어요!" 이 말을 하면서 그녀의 목소리가 떨리고 약간 목이 메었습니다.
모두가 한동안 조용히 있다가 여러 가지 이야기를 나누며 서로의 이야기를 들어주는 것이 행복해 보였습니다.
마지막으로 패티 교수님께 질문했습니다. "패티 교수님은 수년간 사람들의 조립 프로세스를 개선하는 데 도움을 주셨잖아요. 어셈블러가 할 수 있는 가장 큰 실수는 무엇이라고 생각하시나요?
그녀는 한 치의 망설임도 없이 "솔더 페이스트를 상품으로 생각해보세요."라고 대답했습니다.
그림 2. 솔더 페이스트는 상품이 아닙니다.
"동의합니다! 이 생각을 좀 더 확장해 주시겠어요?" 제가 물었습니다.
패티는 스마트폰을 꺼내 테이블 위에 올려놓았습니다."내 스마트폰은 거의 1,000달러에 가까운 가격인데, 솔더 페이스트가 1달러도 안 들어 있어요. 그럼에도 불구하고 솔더 페이스트의 품질이 좋지 않으면 스마트폰 전체가 망가질 수 있습니다. 몇 센트를 아끼기 위해 더 싸고 성능이 떨어지는 솔더 페이스트를 선택했다가 스마트폰이 망가질 수 있습니다." 패티는 잠시 멈칫했습니다. "수, 성공적인 조립을 위해 솔더 페이스트가 얼마나 많은 기능을 수행해야 하는지 론 박사님께 말씀해 주시겠어요?" 패티가 지시했습니다.
수는 한숨을 쉬더니 껄껄 웃으며 "패티 교수님이 이 주제에 대해 작성한 블로그 게시물을 외우게 하셨어요, 론 박사님. 정답은 15입니다."
"그 게시물은 어렴풋이 기억나네요. 외운다고 농담하는 거 맞죠? 제가 물었죠.
"글쎄요, 제가 제대로 해낼 수 있을지 두고 봅시다!"라고 Sue가 웃으며 말했습니다.
"솔더 페이스트는 상품이 아니며, 그 이유를 이해하는 것이 중요합니다. 솔더 페이스트는 모든 제조 공정에서 사용되는 가장 복잡한 재료일 것입니다. 대부분의 사람들은 솔더 페이스트가 솔더 파우더와 플럭스의 조합이라는 것을 알고 있다고 생각합니다. 언뜻 보기에는 매우 간단해 보입니다. 그러나 솔더 파우더조차도 상품이 아닙니다. 우수한 솔더 페이스트에서는 분말 크기 분포가 잘 제어되고 솔더 입자가 구형이며 산화되지 않습니다. 불량 솔더 파우더는 구형이 아니며 산화된 파우더 입자를 가지고 있습니다.
많은 분들이 3형, 4형, 5형 파우더에 대해 잘 알고 계실 것입니다. 이 모든 파우더에는 특정 크기 분포 요구 사항이 있습니다. 우수한 솔더 페이스트는 요구 사항에 부합하는 파우더 크기 분포를 갖습니다. 불량 솔더 파우더로 시작하면 올바른 파우더 크기 분포를 보장하기 어렵고 모든 플럭스가 동일한 것은 아닙니다.
플럭스는 용매, 활성제, 젤 및 산소 차단 성분의 복잡한 혼합물입니다. 수행해야 할 중요한 작업이 많이 있습니다. 용매는 다른 화학 물질을 용해하고 겔 화합물은 솔더 페이스트에 유변학적 특성을 부여합니다. 유변학적 특성은 PCB 조립 공정의 첫 번째 단계인 스텐실 인쇄에 중요합니다.
유변학적 특성은 페이스트의 두께 또는 점도 특성으로, 성능을 제대로 발휘하려면 딱 맞아야 합니다. 솔더 페이스트는 요변성이 있어야 하는데, 이는 페이스트가 스텐실 구멍을 통과할 때 점도가 급격히 감소하지만 솔더 페이스트가 인쇄된 직후에 정지해 있으면 점도가 급격히 증가한다는 것을 의미합니다. 그 결과 인쇄 후에도 모양이 유지되는 선명하고 날카로운 솔더 페이스트 침전물이 생성됩니다.
다음으로 솔더 페이스트 침전물은 슬럼프가 발생하지 않고 모양을 유지해야 합니다. 부품을 인쇄 회로 기판에 배치한 후에는 솔더 페이스트에 의해 고정되어야 합니다. 이 속성을 "점착"이라고 합니다. 리플로우 공정 중에 솔더 페이스트는 부품 리드와 PWB 패드에 있는 산화물을 녹여야 합니다. 이 작업은 활성제의 주된 책임입니다. 그러나 산소 차단 화학 물질은 리플로우 공정을 통해 새로 산소가 없는 표면을 보호해야 합니다.
물론 솔더 조인트의 품질이 허용 가능한 수준인지 확인하고 싶지만 장기적인 신뢰성 또한 중요합니다. 솔더 조인트는 기계적 신뢰성을 보장하기 위해 열 순환 및 낙하 충격 테스트를 통과해야 합니다. 또한 고려해야 할 중요한 사항은 우수한 솔더 페이스트의 경우 이러한 15가지 특징이 모두 매우 우수~우수해야 한다는 것입니다. 만약 솔더 페이스트가 15개 중 14개 항목에서 우수하지만 전기적 표면 설치에서 열악하다면 사용할 수 없을 것입니다."
"와우!" 저는 매우 영광스럽고 감동적인 대답을 했습니다.
점심 식사 후, 우리는 서로의 안부를 묻고 계속 연락하기로 약속했습니다.
건배,
론 박사
참고: 이 캐릭터는 모두 아이비 대학교와 마찬가지로 가상의 인물입니다. 패리 콜먼 교수는 얼마 전 15주년을 맞이했습니다. 사이먼 피어스 레스토랑은 실제 존재하며 제가 가장 좋아하는 레스토랑 중 하나입니다.
