웨이브 솔더링과 리플로우 솔더링의 비교

Oct 14, 2023

현대 전자 제품은 경량화, 효율성 향상, 고속화를 수용하므로 인쇄 회로 기판(PCB) 조립을 포함하여 제조 공정의 각 링크도 이러한 철학을 따릅니다. 전기적 연결은 정밀한 납땜에서 비롯되기 때문에 납땜은 전자 제품의 성공을 결정하는 데 필수적인 역할을 했습니다. 수동 납땜에 비해 자동 납땜은 높은 정확도와 속도라는 장점, 대량 생산 및 높은 비용 효율성에 대한 요구로 인해 널리 선택되었습니다. 조립을 위한 선도적인 납땜 기술로서 웨이브 납땜 및 리플로우 납땜은 고품질 조립에 가장 널리 적용되었습니다. 그러나 두 기술의 차이점은 많은 사람들을 계속 혼란스럽게 하고 있으며 각각을 언제 사용해야 하는지도 모호합니다.

웨이브 솔더링과 리플로우 솔더링을 정식으로 비교하기 전에 솔더링, 용접, 브레이징 간의 차이점을 이해하는 것이 중요합니다(그림 1). 용접이란 간단히 말하면 두 개의 유사한 금속을 녹여 서로 결합시키는 과정을 말합니다. 브레이징(Brazing)이란 두 개의 금속 조각을 필러(filler), 즉 합금을 고온에서 가열해 녹여 접합시키는 공정을 말한다. 납땜은 실제로 저온 브레이징이며, 그 충전재를 납땜이라고합니다.

PCB 어셈블리의 경우 솔더 페이스트를 통해 솔더링이 적용됩니다. 납, 수은 등 유해 물질이 포함된 솔더 페이스트로 납땜하는 것을 납 납땜이라고 하고, 유해 물질이 포함되지 않은 솔더 페이스트로 납땜하는 것을 무연 납땜이라고 합니다. 납 또는 무연 납땜은 조립된 PCB가 작동하도록 설계되는 제품의 특정 요구 사항에 따라 선택되어야 합니다.

이름에서 알 수 있듯이 웨이브 솔더링은 모터 교반의 결과로 형성된 액체 "파동"을 통해 PCB와 부품을 결합하는 데 사용됩니다. 액체는 실제로 용해된 주석입니다. 이는 웨이브 납땜 기계에서 수행됩니다(그림 2).

웨이브 솔더링 공정은 플럭스 분사, 예열, 웨이브 솔더링, 냉각의 4단계로 구성됩니다.

플럭스 스프레이. 금속 표면의 청결성은 납땜 플럭스의 기능에 따라 납땜 성능을 보장하는 기본 요소입니다. 솔더 플럭스는 솔더링을 원활하게 구현하는 데 중요한 역할을 합니다. 솔더 플럭스의 주요 기능에는 보드 및 부품 핀의 금속 표면에서 산화물을 제거하는 것이 포함됩니다. 열 공정 중 회로 기판을 2차 산화로부터 보호합니다. 솔더 페이스트의 표면 장력 감소; 그리고 열을 전달합니다.

예열. 컨베이어 벨트와 유사한 체인을 따라 있는 팔레트에서 회로 기판은 열 터널을 통해 이동하여 예열을 수행하고 플럭스를 활성화합니다.

웨이브 솔더링. 온도가 지속적으로 상승함에 따라 솔더 페이스트는 위쪽으로 이동하는 가장자리 보드에서 형성된 파동으로 액체가 됩니다. 구성 요소는 보드에 단단히 접착될 수 있습니다.

냉각. 웨이브 솔더링 프로파일은 온도 곡선을 따릅니다. 웨이브 솔더링 단계에서 온도가 최고점에 도달하면 온도가 낮아지는데 이를 냉각 영역이라고 합니다. 실온으로 식힌 후 보드가 성공적으로 조립됩니다.

회로 기판은 웨이브 납땜을 통과할 준비가 된 팔레트에 배치되므로 시간과 온도는 납땜 성능과 밀접한 관련이 있습니다. 시간과 온도에 관한 한 전문적인 웨이브 솔더링 기계가 필요한 반면, PCB 조립자의 전문 지식과 경험은 최신 기술의 적용과 비즈니스 초점에 의존하기 때문에 얻기가 쉽지 않습니다.

온도를 너무 낮게 설정하면 플럭스가 제대로 녹지 않아 금속 표면의 산화물이나 먼지와 반응하고 용해하는 능력이 저하됩니다. 또한 온도가 충분히 높지 않으면 플럭스와 금속에 의해 합금이 생성되지 않습니다. 밴드 캐리어 속도, 파동 접촉 시간 등과 같은 다른 요소도 고려해야 합니다.

일반적으로 동일한 웨이브 솔더링 장비를 사용하더라도 작동 방법과 기계 작동 방법에 대한 지식의 정도에 따라 조립업체마다 제조 효율성이 다릅니다.