솔더 성능 평가 방법:솔더 페이스트:솔더 페이스트

솔더 성능 평가는 주로 물리화학적 특성, 공정 특성, 신뢰성의 세 가지 측면을 고려합니다.

물리 화학적 특성에 대한 요구 사항솔더 페이스트주로 국제 표준 IPC/J-STD-005를 참조하세요. 주요 테스트 항목은 다음과 같습니다.

① 금속 입자 크기의 결정.
입자 크기는 사용자와 공급업체가 합의한 테스트 방법에 따라 결정되어야 합니다.
② 금속 입자 크기 요건.
합금 분말 입자 크기를 선택하는 원리는 이 합금 분말로 준비된 솔더 페이스트가 인쇄 회로 기판에서 우수한 인쇄를 충족하고 달성할 수 있으며 용접 후 가장자리에 복구할 수 없는 솔더 현상이 없다는 것입니다.

합금 분말 입자 크기를 선택하는 원칙은 다음과 같습니다. 합금 분말로 구성된 솔더 페이스트는 인쇄 회로 기판에서 우수한 인쇄를 충족하고 달성할 수 있어야 하며, 솔더링 후 가장자리에 복구할 수 없는 솔더가 없어야 합니다.
별도로 지정하지 않는 한, 더 큰 구성 요소가 포함된 시스템 보드의 경우 합금 분말 입자 크기는 25~45μm(즉, No. 3 분말)여야 합니다. 더 작은 구성 요소가 포함된 휴대폰 PCB의 경우 합금 분말 입자 크기는 20~45μm여야 합니다(즉, No. 3 및 No. 4 분말 모두 허용됨).
③ 금속 입자 크기.
땜납 입자 크기를 측정할 때는 표 2.4 및 2.5에 명시된 표준 체 또는 가장 밀도가 높은 체에 따라 분류해야 합니다.

유형	다음보다 크지 않음	다음보다 큰 1% 미만의 입자	범위 내 최소 80% 입자	최대 10%보다 작은 입자
1	180 μm	150 μm	150–75 μm	20 μm
2	90 μm	75 μm	75–45 μm	20 μm
3	53 μm	45 μm	45–25 μm	20 μm

유형	다음보다 크지 않음	다음보다 큰 1% 미만의 입자	범위 내 최소 90% 입자	최대 10%보다 작은 입자
4	45 μm	38 μm	38–20 μm	20 μm
5	32 μm	25 μm	25–15 μm	15 μm
6	25 μm	15 μm	15–5 μm	5 μm

④ 최대분말크기(분쇄정도).
최대 입자 크기는 ASTM D{1}}1210 또는 IPC-TM-650 테스트 방법 2.2.14.3에 따라 결정되어야 하며 Hegman 게이지(모델 CMA185) 또는 이와 동등한 장비를 사용해야 합니다.
솔더 파우더 크기 분포
분말 입자 크기 분포는 IPC-TM-650 테스트 방법 2.2.14, 2.2.14.1 및 2.2.14.2에 따라 결정됩니다.

⑤ 땜납 분말 입자 모양.
솔더 분말 입자는 구형이어야 하며 최대 종횡비는 1.5입니다. 측정 방법은 IPC-TM-650 테스트 방법 3.3.3.1.1 및 3.3.3.1.2를 따릅니다. 사용자와 공급자가 합의한 경우 다른 모양도 허용됩니다.

솔더 분말 입자 형상 측정 방법
솔더 분말 입자 모양은 입자가 구형(종횡비 1.5 미만)인지 타원형인지를 결정하기 위해 충분한 배율의 쌍안 현미경을 사용하여 육안 검사를 통해 결정됩니다. 입자의 90% 이상이 구형이면 구형으로 분류됩니다. 그렇지 않으면 비-구형으로 분류됩니다.

솔더 분말 입자 진원도
솔더 분말 입자의 진원도는 광산란 장비를 사용하여 테스트됩니다. 1.0(완벽한 구)에서 1.07 사이의 값은 구형으로 간주됩니다. 1.07보다 큰 값은 -구형이 아닌 것으로 간주됩니다.

IPC-TM-650 테스트 방법 2.2.20에 따라 측정한 합금 함량은 65%~96%(중량 기준)여야 합니다. 금속 함량 비율은 주문서에 명시된 공칭 값의 ±1% 편차 이내로 유지되어야 합니다.

① 점도 측정 요구 사항.
측정된 점도는 주문에 필요한 값의 ±10% 편차 내에 있어야 합니다. 측정 및 시험조건은 4.2.3.1에 따른다.
② 점도 측정방법. 점도 범위가 300,000~1,600,000센티푸아즈인 솔더 페이스트는 IPC-TM-650 테스트 방법 2.4.34 또는 2.4.34.2에 따라 측정해야 합니다. 50,000 ~ 300,000 센티푸아즈 점도 범위의 솔더 페이스트는 IPC-TM-650 테스트 방법 2.4.34.1 또는 2.4.34.3에 따라 측정해야 합니다.

계약서나 구매 주문서에 별도로 명시하지 않는 한, 슬럼프 테스트는 두 가지 다른 스텐실 두께와 세 가지 다른 패드 개구부 크기를 사용하여 수행해야 합니다.

① 0.2mm 두께의 스텐실을 사용하여 테스트합니다.

그림 2.19(IPC-A-21의 패턴)를 참조하세요. IPC-TM-650 테스트 방법 2.4.35의 섹션 5.2.1에 따라 테스트할 때 간격이 0.56mm 이상인 0.63mm x 2.03mm 패드 사이에 단락이 없어야 합니다. IPC-TM-650 테스트 방법 2.4.35의 섹션 5.2.2에 따라 테스트할 때 간격이 0.63mm 이상인 0.63mm x 2.03mm 패드 사이에 단락이 없어야 합니다. IPC-TM-650 테스트 방법 2.4.35의 섹션 5.2.1에 따라 테스트할 때 0.25mm 이상의 간격을 가진 0.33mm x 2.03mm 패드 사이에 단락이 없어야 합니다. IPC-TM-650 테스트 방법 2.4.35의 섹션 5.2.2에 따라 테스트할 때 0.30mm 이상의 간격을 가진 0.33mm x 2.03mm 패드 사이에 단락이 없어야 합니다.

② 0.1mm 두께의 강철 스텐실을 사용하여 테스트했습니다.

그림 2.20(IPC-A-21의 패턴)을 참조하세요. IPC-TM-650 테스트 방법 2.4.35의 섹션 5.2.1에 따라 테스트할 때 간격이 0.25mm 이상인 0.33mm x 2.03mm 패드 사이에 단락이 없어야 합니다. IPC-TM-650 테스트 방법 2.4.35의 섹션 5.2.2에 따라 테스트할 때 간격이 0.30mm 이상인 0.33mm x 2.03mm 패드 사이에 단락이 없어야 합니다. IPC-TM-650 테스트 방법 2.4.35의 섹션 5.2.1에 따라 테스트할 때 0.175mm 이상의 간격을 가진 0.2mm x 2.03mm 패드 사이에 단락이 없어야 합니다. IPC-TM-650 테스트 방법 2.4.35의 섹션 5.2.2에 따라 테스트할 때 0.20mm 이상의 간격을 가진 0.2mm x 2.03mm 패드 사이에 단락이 없어야 합니다.

솔더 페이스트를 다음과 같은 테스트 방법에 따라 테스트할 때 지정된 요구 사항을 충족해야 합니다.

① 분말 등급 1-4:

IPC-TM-650 테스트 방법 2.4.43에 따라 분류된 분말 등급 1-4는 테스트 중에 그림 2.21에 표시된 허용 기준을 충족해야 합니다. 또한 평가 과정에서 세 가지 테스트 패턴 중 하나 이상에서 75미크론보다 큰 단일 솔더 볼이 나타나서는 안 됩니다.
② 분말 등급 5-6:
IPC-TM-650 테스트 방법 2.4.43에 따라 분류된 분말 등급 5{1}}6은 테스트 중에 그림 3에 표시된 허용 기준을 충족해야 합니다. 또한 평가 과정에서 세 가지 테스트 패턴 중 하나 이상에서 50미크론보다 큰 솔더 볼이 나타나서는 안 됩니다.

테스트는 IPC-TM650 테스트 방법 2.4.44에 따라 수행됩니다. 사용자와 공급업체는 최소 접착 강도와 시간에 대해 합의해야 합니다.

IPC-TM-650 테스트 방법 2.4.45에 따라 테스트할 때 솔더 페이스트는 젖음이 좋지 않거나 젖지 않거나 젖지 않는 현상 없이 구리 패드를 균일하게 젖혀야 합니다.

저장 요구 사항
솔더 페이스트는 일반적으로 0~10도 사이의 낮은 온도에서 보관됩니다.
사용 요구 사항
온도 평형: 저온에 보관된 솔더 페이스트는 4시간 이내에 실온으로 가져올 수 있습니다. 솔더 페이스트의 유변학적 특성: 솔더 페이스트의 플럭스와 솔더 합금 사이의 화학 반응은 유변학적 특성에 영향을 미치며, 이는 솔더 페이스트의 프린팅 성능에 매우 중요합니다. 솔더 합금 구성을 결정한 후 솔더 페이스트의 인쇄성과 솔더링 가능성의 핵심은 플럭스에 있습니다. 플럭스를 적절히 사용하면 납땜성을 향상시키고 용접 결함을 줄일 수 있습니다. 습윤성이 좋은 솔더 페이스트는 납땜 후 삭제 표시를 일으키지 않는 반면, 습윤성이 낮은 솔더 페이스트는 납땜 후 더 많은 저항과 정전 용량 변위를 초래합니다. 따라서 솔더 페이스트를 선택할 때 인쇄 성능이 실제 애플리케이션 요구 사항을 충족하는지와 솔더링 후 품질이 어떤지 확인하기 위해 프로세스 테스트가 필요합니다.- 인쇄 중 솔더페이스트의 롤링, 충진, 탈형 성능을 분석하고 매시간 인쇄 품질의 변화가 있는지 관찰하며 1~8시간에 걸쳐 점도 변화를 테스트합니다. 실험 결과를 기반으로 제품 및 프로세스 요구 사항에 적합한 솔더 페이스트를 선택하십시오. 사용 전 교반 : 사용 전 1~2분간 수동 또는 기계로 저어주면 점도가 안정됩니다. 솔더 페이스트 스텐실 수명: 모든 솔더 페이스트는 스텐실에 처음 배치했을 때 인쇄가 잘 되어야 하며, 스텐실에서 몇 시간 후에도 우수한 인쇄성을 유지해야 합니다. 시간이 지남에 따라 재료가 공기에 노출됨에 따라 솔더 페이스트의 용매 휘발로 인해 솔더 페이스트의 점도가 점차 증가합니다. 이를 바탕으로 시간 경과에 따른 솔더 페이스트 점도 변화를 측정하면 솔더 페이스트의 실제 스텐실 수명을 알 수 있습니다. 솔더 페이스트의 스텐실 수명이 짧은 경우에는 인쇄 매개변수를 자주 조정하여 좋은 인쇄 결과를 보장해야 합니다.

사용 전 혼합:

사용 전 1~2분간 수동 또는 기계로 혼합하면 점도가 안정됩니다.

스텐실의 솔더 페이스트 수명:

모든 솔더 페이스트는 처음에 스텐실에 놓였을 때 잘 인쇄되어야 합니다. 마찬가지로, 솔더 페이스트는 스텐실에서 몇 시간이 지난 후에도 우수한 인쇄성을 유지해야 합니다. 시간이 지남에 따라 재료가 공기에 노출됨에 따라 솔벤트의 증발로 인해 솔더 페이스트의 점도가 점차 증가합니다. 이를 바탕으로 시간 경과에 따른 솔더 페이스트 점도 변화를 측정하면 솔더 페이스트의 실제 스텐실 수명이 결정됩니다. 스텐실 수명이 짧은 경우 인쇄 매개변수를 자주 조정하여 좋은 인쇄 결과를 보장해야 합니다.

솔더 페이스트 "일시 중지 응답" 성능:

일반적으로 제조 환경에서는 장비 유지 관리가 필요하거나 공급을 위해 픽{0}}및 배치 기계를 중지해야 하므로 최소 0.5시간의 가동 중지 시간이 발생합니다. 이 시간 동안 솔더 페이스트 성능이 저하되어서는 안 됩니다. 이러한 가동 중지 시간에 적응하고 이력서 인쇄 후 우수한 성능을 유지하는 솔더 페이스트의 능력은 "일시 중지 응답" 성능으로 정의됩니다.

솔더 페이스트 방지-"전단 박화" 성능:

솔더 페이스트는 인쇄 중에 전단 박화(점도 감소)를 나타내도록 설계되어야 합니다. 이러한 특성으로 인해 솔더 페이스트가 스텐실 개구부를 더 잘 채울 수 있습니다. 인쇄 스트로크가 끝나면 솔더 페이스트의 점도가 원래 값으로 돌아갑니다. 다음 인쇄 스트로크에서는 점도가 다시 감소합니다. 연속 인쇄에서 일부 솔더 페이스트는 인쇄 스트로크 사이에 점도를 회복하지 못합니다. 즉, 시간이 지남에 따라 점도가 지속적으로 감소하여 결국 파인-피치 인쇄에서 붕괴 및 브리징이 발생할 수 있습니다.

솔더 페이스트 구성요소 포지셔닝 성능:

부품 배치 후 솔더 페이스트는 부품에 일정 수준의 고정을 제공하여 운반 과정 중 가속 및 진동으로 인한 변위를 방지합니다.

다양한 리플로우 온도 프로파일에 대한 적응성:

동일한 유형의 솔더 페이스트를 다양한 제품에 사용할 수 있어 다양한 리플로우 온도 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

질소 및 공기 리플로우에 대한 적응성:

솔더 페이스트는 공기 및 질소 리플로우 환경 모두에 적합합니다.

솔더 조인트 외관:

납땜 후 납땜 조인트에는 금속 광택이 있습니다.