Flex에 관한 모든 것: 리드

Oct 31, 2023

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2006년 유럽 공동체가 RoHS 지침을 채택한 이후 미국 전자 산업에서는 무연 솔더 사용이 꾸준히 증가해 왔습니다. 의료는 미국 최초로 납을 완전히 사용하지 않은 산업이었습니다. 오늘날 전자 제품 납땜의 상당 부분이 무연 납땜으로 이루어집니다. 수년간의 개선과 일부 잘못된 특성을 극복한 결과, 무연 솔더링은 비용 효율적이고 신뢰할 수 있는 것으로 입증되었습니다.

무연 솔더는 신뢰할 수 있지만 견고한 전자 장치 설계를 보장하기 위해 이해해야 할 재료 및 처리에는 차이가 있습니다.

재료 구성 : 가장 널리 사용되는 무연 솔더 페이스트는 주석/은/구리 합금(Sn/Ag/Cu)입니다. 이들은 약간 다른 조합으로 제공됩니다. 다음은 더 일반적인 것입니다.

무연 납땜에 사용할 수 있는 주석/은/구리 이외의 합금도 있습니다. 이들 중 대부분은 비전자적 애플리케이션용입니다. 최적의 합금 선택은 납땜할 표면 유형과 유연한 회로의 적용 분야에 따라 달라집니다.

미용적 외관 : 기존의 주석-납 솔더 조인트는 광택이 나고 매끄러웠습니다. 실제로 결함이 있는 솔더 조인트는 종종 흐릿하고 거친 외관을 보였습니다. 광택이 덜한 무연 솔더 조인트의 경우에는 그렇지 않습니다. 무연 솔더에 익숙하지 않은 사람들은 둔한 외관을 즉시 접합 결함으로 표시할 것입니다. 솔더 조인트의 흐릿한 외관은 솔더 조인트의 품질을 나타내는 것이 아니라 단순히 합금의 고유한 특성 때문입니다. 나란히 비교하려면 그림 1을 참조하세요.

그림 1: 무연과 주석-납 비교. (출처: CEDOS Electronics)

공정 온도 : 무연 솔더는 약 218°C에서 리플로우하기 시작하는 반면, 주석-납 솔더는 약 188°C에서 리플로우합니다. 온도가 높을수록 유연한 회로에 사용되는 고정 장치, 장비 및 재료에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 무연 솔더가 필요한 새로운 부품 번호를 도입할 때 모든 재료가 적절한 온도 호환성을 갖도록 엔지니어링 검토가 이루어져야 합니다.

기계적 강도 : 무연 솔더는 전통적인 주석-납 솔더의 기계적 강도가 없습니다. 이는 무연 소재가 군용 또는 항공우주 분야에 사용되지 않는 이유 중 하나입니다. RoHS 지침은 군사 및 일부 항공우주 제품을 면제합니다. 주석-납 솔더는 기계적 특성이 더 우수하지만 무연 솔더의 기계적 강도 문제를 해결할 수 있는 방법이 있습니다. 결합 영역을 강화하기 위해 에폭시 또는 컨포멀 코팅을 추가하는 것은 높은 수준의 기계적 강도가 필요한 설계에 견고성을 추가하는 방법입니다.

유량: 주석-납 납땜과 마찬가지로 무연 납땜에 사용되는 플럭스에는 물 세척 가능 플럭스와 무세정 플럭스라는 두 가지 기본 유형이 있습니다. 납땜 후 물 세척 가능한 플럭스를 완전히 제거해야 합니다. 일반적으로 구성 요소 아래에 잔여물을 헹굴 수 있는 충분한 공간이 있으면 물 세척이 잘 이루어집니다. 부품 밀도와 프로필로 인해 철저한 헹굼이 불가능할 경우 무세척 플럭스를 사용해야 합니다. 세척하지 않은 플럭스는 눈에 보이는 잔여물을 남기며 일부는 이를 불쾌하게 여길 수도 있습니다. 세척 과정에서 잔여물을 제거해야 한다는 유혹이 있을 수 있습니다. 그러나 전문가들은 무세척 플럭스의 잔류물을 제거하지 말 것을 권고합니다. 무세척 플럭스 잔류물은 잠재적으로 현장에서 전기적 문제를 일으킬 수 있는 모든 오염 물질을 캡슐화하도록 설계되었습니다. 무세척 플럭스를 세척하면 일부 오염 물질이 남아 잠재적인 신뢰성 문제를 일으킬 위험이 있습니다.

테스트 : 무연 솔더링 공정과 주석-납 솔더링 공정 모두에서 신뢰성과 전기 테스트가 동일합니다. 특정 구성 요소에 납이 포함되어 있는지 확인하는 몇 가지 테스트가 있습니다. 하나는 땜납에 납이 있으면 단순히 색이 변하는 화학물질을 적용하는 것이다. 금속의 정확한 함량을 제공하는 원자 흡수 분광 광도계를 사용할 수도 있습니다. 이러한 테스트는 주로 입고되는 제품에 무연이 있는지 확인하거나 제품이 RoHS 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 적용됩니다. 회로 제조 중 공정 중 재료 관리를 통해 솔더 페이스트에 무연이 있는지 확인해야 합니다.