여러분,
주석-납 공융 땜납 또는 SAC305와 같은 일반적인 무연 땜납과 같은 주석 기반 땜납으로 구리를 구리에 납땜하려면 액체 땜납과 구리만 있으면 주석-구리 금속 간 결합을 형성할 수 있습니다. 이 단순성에 한 가지 작은 걸림돌이 있는데, 바로 다음 회사의 동료들이 Speedline Technologies. 그들은 스루홀 부품이 장착된 PWB를 가져다가 플럭스를 사용하지 않고 웨이브 솔더링 머신을 통해 납땜했습니다. 결과는 우스꽝스러웠습니다. PWB의 무게는 약 10파운드에 달했고, 거대한 솔더 아이스 사이클이 매달려 있었기 때문입니다. 구리에 형성된 산화물이 이 엉망진창을 만들었습니다. 질소 블랭킷으로 보드를 다시 실행하면 배송 준비가 완료된 아름다운 웨이브 솔더링 보드를 만들 수 있었습니다. 따라서 실제로 성공적인 웨이브 솔더링을 위해서는 땜납과 구리 외에 플럭스나 질소, 가급적이면 둘 다 필요하지만, 여전히 비교적 간단합니다.
1970년대 말과 1980년대 초의 솔더 과학자들은 안타깝게도 SMT는 신흥 기술이었고 전 세계가 솔더 페이스트를 구매하기를 원했지만, 많은 솔더 과학자들이 웨이브 솔더링에 대한 유일한 경험은 웨이브 솔더링뿐이었습니다.웨이브 솔더링에서 플럭스의 주요 임무는 PWB 패드와 부품에서 산화물을 제거하는 것입니다. 솔더는 용융 상태이므로 산화는 주요 관심사가 아니며, 솔더링 공정에서 솔더는 기판에 몇 초 동안만 닿고 기판은 이 짧은 시간 동안만 고온을 경험합니다.
초기의 솔더 페이스트는 웨이브 솔더링에 사용되는 것과 유사한 플럭스가 포함된 솔더 파우더로 구성되었을 것으로 생각되는데, 그렇다면 아마 그다지 잘 작동하지 않았을 것입니다. 솔더 페이스트는 웨이브 솔더링의 솔더와 비교하여 극적인 차이를 경험합니다. 솔더 페이스트의 "플럭스"는 PWB 패드, 부품 리드 및 솔더 입자에서 산화물을 제거해야 하지만 리플로 오븐에서 몇 분 동안 이러한 모든 표면을 재산화로부터 보호해야 하며, 이러한 보호를 달성하려면 "플럭스"에 산소 장벽 역할을 하는 물질이 포함되어야 합니다. 무세정 솔더 페이스트에 사용되는 가장 일반적인 재료는 로진/레진이며, 로진 또는 변형 또는 합성 로진인 레진은 일반적으로 80~90%의 아비에트산으로 이루어진 중분자에서 고분자 유기 화합물입니다. 일반적으로 침엽수에서 발견됩니다. 로진/수지는 본질적으로 점착성이 있으며 리플로우 프로세스 중에 약간의 플럭싱 활동과 산화 저항성을 제공합니다.
위 단락에서 "플럭스"라고 쓴 이유는 대부분의 사람들이 솔더 페이스트의 플럭스라고 부르는 것은 복잡한 재료의 조합이며, 이러한 "플럭스"는 다음으로 구성됩니다:
- 로진/레진: 산소 차단 및 일부 플럭스 활동용
- 유변학 첨가제: 우수한 반응성, 우수한 전사 효율, 우수한 슬럼프 저항성, 우수한 점착력 등 최상의 인쇄 특성을 제공합니다.
- 용제: 다른 재료를 녹이기 위한 용제
- 활성제: 주요 플럭싱 작업(산화물 제거)을 수행합니다.
그림. 솔더 페이스트는 가장 고도로 엔지니어링된 재료 중 하나입니다.최신 솔더 페이스트는 산소 차단 기능이 우수해야 하며, 대부분의 리플로우 프로파일에서 솔더 페이스트는 몇 분 이상 150ºC 이상의 온도에 있으며, 이 시간 동안 솔더 입자와 패드 및 리드 표면을 모두 보호하기 위해 산소 차단막이 필요합니다.
불충분한 솔더 장벽의 일반적인 예는 그레이프 결함 또는 이와 유사한 헤드 인 필로우 결함입니다. 이러한 결함 중 하나가 발생하는 경우 산소 차단 특성이 더 우수한 솔더 페이스트가 도움이 될 수 있습니다.
리플로 전에 솔더 페이스트는 인쇄가 잘되고, 일시 정지 시 반응성이 좋아야 하며, 얇게 전단되지 않고, 콜드 슬럼프에 견디며, 배치 후 부품을 지지할 수 있는 우수한 '점착력'을 가져야 합니다. 리플로 중에는 산소 차단 문제 외에도 솔더 페이스트에 핫 슬럼프가 나타나지 않아야 하며, "공허함 피하기TM"헤드 인 필로우(HIP)" 결함이 발생하지 않고, 모든 일반적인 PWP 패드 마감재와 호환되며, 열 순환, 낙하 충격 및 진동 환경에서도 안정적인 납땜 접합부를 생성합니다. 휴! 정말 복잡한 도전이군요.
결과적으로 저는 솔더 페이스트가 세계에서 가장 고도로 엔지니어링된 재료가 될 수 있는 후보라고 주장하고 싶습니다... 그리고 그것은 확실히 상품이 아닙니다.
건배,
론 박사
