Skip to Main Content

ANSYS 블로그

December 5, 2019

플로우의 결과 및 전자 실패 원인은 무엇입니까?

플럭스는 금속 산화물을 제거하고 납땜 공정 중에 우수한 야금 결합을 생성하는 데 사용되는 산성 혼합물입니다. 단점은 납땜 후 남은 플럭스 잔류물이 전자 장치 고장 및 전류 누출로 이어질 수 있다는 것입니다.


엔지니어는
를 줄이기 위해 납땜 프로세스를 이해해야 합니다
유동 잔여물의 양과 전자적 신뢰성이 향상되었습니다.

엔지니어가 양성 또는 활성 플럭스 잔류물을 말하면, 이는 잔기 자체의 화학적 성질이 아니라 실패의 위험을 의미합니다. 단일 용어 또는 단일 테스트는 위험성을 이해하는 데 필요한 모든 정보를 캡처하지 않습니다.

이해할 수 있는 것은 회로가 계속해서 줄어들수록 장애의 위험이 증가한다는 것입니다. 이러한 위험을 줄이기 위해 엔지니어는 화학, 애플리케이션 기술, 디자인 및 유스 케이스 환경을 이해해야 합니다.
 

The Chemistry of Soldering and Flux Residue

전기 장애 가능성에 영향을 주는 네 가지 플럭스 구성 요소가 있습니다.

  1. 활성기
  2. 바인더
  3. 용매
  4. 첨가제

그러나, 활성자 및 바인더는 가장 큰 영향을 미칩니다.


회로 보드에 있는 플럭스 잔여물
 

활성자는 현대의 플럭스에서 발견되는 약한 유기 산입니다. 그들의 산도는 위험을 내포하지만, 좋은 관절에는 필요하다. 산은 금속 산화물과 반응하여 금속염을 형성한다. 웨팅 공정 후, 염은 용해되고 금속 결합이 형성됩니다.

때로는 산이 완전히 소모되지 않을 수도 있습니다. 이러한 일이 발생하면, 과도한 산은 전자 고장을 야기할 수 있다. 위험을 줄이기 위해 엔지니어는 적절한 납땜을 위해 최소량의 플럭스를 사용해야 합니다.

종종 비히클이라고 불리는 결합제는 (천연 로진 및 합성 수지와 같은) 높은 융점을 갖는 불용성 화합물이다. 납땜 후, 그들은 소비되지 않은 활성자가 물에 용해되는 것을 방지한다. 결합제는 가시적 잔류물의 벌크를 형성한다. 수지가 없는 깨끗한 조립품의 외관을 유지하기 위해 많은 엔지니어들이 낮은 농도의 바인더를 사용하는 선속 제형을 선택할 수 있으며, 잠재적으로 고장의 위험을 증가시킬 수 있습니다.

용매는 다른 구성요소를 용해하는 데 사용됩니다. 제조-추천된 납땜 프로파일은 부분적으로, 용매의 비등점에 기초한다. 도포하는 동안, 모든 용매를 증발시키기 위해 프로파일을 따르는 것이 중요하다. 임의의 용매가 남아 있는 경우, 전자 공학적 장애가 발생할 수 있습니다.

첨가제-가소제, 염료 또는 산화방지제-플럭스의 화학적 조성의 작은 부분을 구성한다. 첨가제는 신뢰성을 증가시킬 수 있지만, 제조업자의 지적 재산권 보호로 인해 그들의 기능에 대한 통찰력 또는 통제를 얻을 수 있는 방법은 없다
 

다양한 처리 프로세스의 위험성

엔지니어는 SMT (surface mount reflow), 웨이브, 선택 또는 핸드 땜납을 사용할 수 있습니다. 각 항목은 사용된 플럭스의 다른 볼륨으로 인해 위험을 초래합니다.

SMT는 가장 깨끗한 옵션 중 하나입니다. 스텐실 또는 프린터를 사용하여 적용되는 붙여넣기 플럭스를 활용합니다. 이 방법은 적용된 볼륨에 대한 제어가 높습니다.

응용프로그램 플로우 및 볼륨을 제어하는 것이 더 어렵기 때문에 액체 플럭스는 붙여넣기보다 위험을 초래합니다.


손 납땜
 

액체는 손으로 또는 웨이브 (wave) 중에 스프레이 또는 폼 (foam) 포맷으로 분배되거나 납땜 (soldering) 을 선택할 수 있다. 파동 공정에서, 액체는 조립체의 상부측으로 흐를 수 있다. 이러한 일이 일어나면, 보드의 상부측의 온도는 용매를 증발시키기에 충분히 높지 않을 수 있다. 직원 간에 애플리케이션 제어의 차이로 인해 유사한 문제가 발생할 수 있습니다.

과도하고 제어되지 않는 액체 흐름의 위험을 줄이기 위해 엔지니어는 일관된 애플리케이션 방법으로 유량 코어 솔더 와이어 및 디스펜싱 장비를 사용할 수 있습니다.


어셈블리의 청결도를 측정하는 방법

해결 후 위험 레벨을 해석하는 데 사용할 수 있는 데이터를 수집하는 몇 가지 산업 표준 방법이 있습니다.

용매 추출물 (ROSE) 시험의 비저항은 세정 작업 동안 이온 청결도를 모니터링할 수 있다. 이 테스트가 수집하는 데이터는 규정된 솔더 및 세척 프로세스를 유지보수하는 데 도움이 됩니다.

이온 크로마토그래피는 납땜 후 남은 이온의 수를 측정하는 또 다른 대중적인 기술이다. 또한 플럭스에서 약한 유기산의 양을 쉽게 탐지할 수 있습니다.


습한 사용 환경에서는 장애가 발생할 수 있습니다.
 

이온 크로마토그래피에 대한 한 가지 과제는 다른 방법이 다른 결과를 생성하는 것입니다. 예를 들어, 전체 조립 소크 (full-assembly soak) 는 표면을 가로지르는 농도 평균을 제공할 것이다. 더 작은 영역에서 산을 발견하기 위해 엔지니어는 더 많은 로컬화된 샘플링 방법을 사용해야 합니다. 불행하게도, 이온 크로마토그래피 결과에 대한 표준 패스 또는 실패 기준은 없습니다.

엔지니어는 또한 기능적 테스트를 수행하여 어떻게 디자인이 습한, 최악의 환경에서 수행되는지를 평가할 수 있습니다. 이러한 경우, 실패는 일반적으로 누설 또는 단락에 링크된다. 엔지니어는 단락으로 인한 손상을 줄이기 위해 현재의 제한을 사용할 수 있으며, 이로 인해 잔기로 인한 실패의 증거를 숨길 수 있습니다.

엔지니어는 위험을 평가하기 위해 설계, 사용 환경 및 청결도 데이터에 대한 지식을 활용해야 합니다. 이는 다음과 같은 위험에 영향을 미치는 많은 요소가 있기 때문입니다.

  • Flux chemistry/application
  • Electrical spacing
  • Dielectric strength
  • Frequency
  • Potting/coating adhesion

전자 신뢰성 향상에 대한 자세한 정보는 웨비나 (webinar- Flux Residue: Key Factors Causing Electronics Failures). 또는 신뢰성 엔지니어링 서비스 (Reliability Engineering Services)를 참조하십시오.

Ansys가 귀사를 위해 무엇을 할 수 있는지 알아보십시오.

문의하기

* = 필수 항목

문의해 주셔서 감사합니다!

We’re here to answer your questions and look forward to speaking with you. A member of our Ansys sales team will contact you shortly.

바닥글 이미지