납땜

Nov 21, 2023

대부분의 사람들은 전자 부품 납땜이 아주 작은 공간에서 복잡한 열적, 화학적 공정이 일어나는 매우 복잡한 활동이라는 것을 인식하지 못합니다. 그러나 몇 가지 기본 규칙을 따르면 문제가 발생하지 않습니다. 솔더 조인트는 단지 좋은 접촉을 만드는 것 이상의 역할을 해야 합니다. 또한 기계적으로 강해야 하고 산화되지 않아야 합니다. 또한 플럭스는 플라스틱뿐만 아니라 근처의 금속 표면도 공격할 수 있으므로 플럭스와 같은 화학적 잔류물이 없어야 합니다. 솔더는 일반적으로 소비자용, 산업용, 고급형의 세 가지 범주로 나뉩니다. 후자는 생명이나 건강이 위태로운 자동차나 환경과 같은 분야에서 사용됩니다. 메이커로서 우리는 주로 DIY 제작 및 개발을 위한 수동 납땜에 관심이 있습니다.

납 땜납은 수년 동안 표준이었습니다. 습윤성 및 흐름 특성이 우수하고 녹는점이 약 183°C로 상대적으로 낮습니다. 납땜 팁의 작업 온도는 합금의 녹는점에 120°C를 더한 것과 동일하다는 경험 법칙에 따르면 이는 약 300°C의 납땜 온도에 해당합니다. 납땜 와이어의 플럭스는 산화물을 용해시키기 위한 것입니다. 솔더 조인트에서. 솔더의 주석은 구리(또는 다른 금속층)와 융합되어 두 금속의 합금으로 구성된 금속간 확산 영역을 생성합니다. 이는 일반적으로 내구성이 뛰어나고 기계적 강도가 우수한 잘 형성된 솔더 조인트를 생성합니다.

불행하게도 항상 그런 것은 아닙니다. 때때로 차가운 납땜 접합이 발생합니다(그림 1 ). 콜드 솔더 조인트는 고도로 산화된 금속 층, 먼지, 잘못된 온도 또는 용융 과정 중 초기 응고로 인해 발생합니다. 콜드 솔더 조인트는 조인트 저항이 너무 커서 부품이 분리될 수도 있습니다. 전자현미경 이미지는그림 2좋은 솔더 조인트와 비교하여 콜드 솔더 조인트의 결함을 보여줍니다.

납 솔더 시절에는 콜드 솔더 조인트가 좋은 솔더 조인트의 광택 있는 표면 대신 무광택 표면으로 인해 명확하게 인식할 수 있었습니다. 불행하게도 무연 솔더에서는 더 이상 그렇지 않습니다. 새로운 합금을 사용하면 솔더 조인트는 일반적으로 차갑거나 좋은지 여부에 관계없이 특정 구성에 따라 무광택 표면을 갖습니다.그림 3).

2006년에 무연 솔더가 도입되면서 수동 솔더링이 좀 더 어려워졌습니다. 새로운 솔더는 RoHS 규격을 준수하도록 지정되었습니다. 이는 특정 유해 물질 제한에 관한 EU 지침i을 준수함을 의미합니다. 무연 납땜은 납 함량이 0.1%를 초과할 수 없습니다. 이는 주로 독성 증기의 흡입을 방지하기 위한 것이지만, 적절한 추출 시스템을 사용할 수 있었기 때문에(사용한다고 가정) 실제로 이에 대한 위험은 상당히 낮았습니다. 오랫동안 사람들은 납을 다루는 작업의 위험성을 인식하지 못했습니다. 예를 들어, 예전에는 전문 식자공이 납 유형으로 인해 몇 년 안에 치아를 모두 잃었습니다.

처음으로 무연 솔더를 사용하는 사람은 새 솔더에 훨씬 더 높은 온도가 필요하고 흐름 특성이 다르다는 사실을 즉시 알아차립니다. 많은 부품은 이러한 고온을 좋아하지 않으므로 혁신적인 플럭스와 납땜 시간 단축을 통해 이러한 고온을 방지하려는 노력이 이루어져 왔습니다. 이 모든 것이 무연 솔더 와이어를 더 비싸게 만듭니다(아래 참조). 이는 또한 종종 주장하는 것과는 다른 값싼 무연 솔더 와이어를 경계해야 함을 의미합니다. 너무 높은 온도에서 작업하면 민감한 구성 요소가 쉽게 손상될 수 있으며, 더 나쁜 것은 납땜 패드가 PCB에서 빠르게 분리될 수 있다는 것입니다. 취미 개발자 및 제작자는 자신의 제품을 배포하지 않는 한 여전히 납 납땜을 사용할 수 있습니다. 상업적으로 판매되는 제품. 즉, 집에서 만든 연구실에서 만든 물건을 비교적 대량으로 판매하는 것은 허용되지 않습니다.그림 4