웨이브 솔더링 플럭스란 무엇입니까?

웨이브 솔더링 플럭스인쇄 회로 기판이 용융된 솔더 웨이브와 접촉하기 전에 적용되는 화학 약품으로, 적절한 습윤 및 금속간 화합물 형성을 촉진하면서 솔더링 가능한 표면에서 금속 산화물을 제거하는 역할을 합니다. 플럭스는 활성화제, 매개체 및 용매로 구성됩니다.-각 구성 요소는 조인트가 올바르게 형성되는지 또는 결함 로그의 또 다른 항목이 되는지 여부를 결정하는 고유한 열화학 기능을 수행합니다.

대기에 노출된 모든 금속 표면에는 산화물 층이 성장합니다. 구리는 산화됩니다. 주석은 산화됩니다. 귀하의 재고실에서 6개월 동안 해당 튜브에 있던 구성 요소 리드는-확실히 산화되었습니다. 산화는 지속적으로 발생하며, 베어메탈이 공기를 보는 순간부터 시작하여 상승된 온도에서 가속화됩니다.

솔더는 산화물을 적시지 않습니다. 깨끗한 금속을 적십니다.

이러한 근본적인 비호환성은 플럭스가 존재하는 전체 이유를 만듭니다. 일부 사양서에서 지시했기 때문에 플럭스를 추가하지 않습니다. 화학적 개입 없이는 SAC305의 260도 파동이 보드 전체를 굴러다니면서 아무 성과도 얻지 못하기 때문에 이를 추가하는 것입니다. 땜납 덩어리가 솟아오르고 퍼지기를 거부하며 누군가가 수은으로 채우려고 시도한 것처럼 관통 구멍이 나타납니다.{5}}

저는 작업자가 젖지 않은 조인트를 쳐다보며 합금 오염, 체류 시간, 질소 흐름-명백한 것 이외의 모든 것을 비난하는 것을 보았습니다. 먼저 플럭스 적용 범위를 확인하십시오. 습윤 실패의 90%는 접합 부위에 도달하는 부적절한 플럭스로 인해 발생합니다.

로진- 기반 플럭스는 수 세기 전부터 웨이브 솔더링을 지배했습니다. 활성 성분인-아비에트산, C19H29COOH-는 소나무 수지에서 증류 및 정제를 통해 추출됩니다. 이것은 정교한 화학이 아닙니다. 고대 금속 세공인들은 소나무 피치를 사용했습니다. 현대식 공식은 변수를 더 잘 제어합니다.

아비에트산은 약 172-175도에서 녹는데, 이는 편리하게도 전통적인 주석-납 공융 온도인 183도보다 낮습니다. 타이밍이 중요합니다. 솔더 접촉에 앞서 플럭스 활성화를 몇 초 단위로({6}}) 산화물을 제거할 수 있을 만큼 충분히 길게, 솔더가 도착하기 전에 세척된 표면이 재산화되지 않을 만큼 짧게 하기를 원합니다.

활성화 메커니즘에는 카르복실기와 금속 산화물 사이의 산{0}}염기 반응이 포함됩니다.

RCOOH + CuO → RCOO-Cu + H2O

구리는 로진-용해성 염에 결합됩니다. 반응 생성물은 용융된 플럭스로 용해되어 조인트 인터페이스에서 멀리 떨어져 나옵니다. 깨끗한 금속이 남아 있습니다. 땜납이 젖습니다.

무연-은 이 시기의 모든 것을 바꿔 놓았습니다. SAC305 액상선은 217-220도에 위치합니다. 35{10}}40도가 추가된다는 것은 열 분해로 인해 플럭스가 쓸모 없게 되기 전에 화학적으로 더 오랫동안 활성 상태를 유지해야 함을 의미합니다. 63/37 공정용으로 설계된 기존 로진 제제는 무연 온도에서 성능이 저하되는 경우가 많습니다. 즉, 솔더가 도착하기도 전에 산화물 제거 능력이 모두 소진됩니다.

"-세척 없음"은 "잔류물이 없음"을 의미하지 않습니다. 이는 이론적으로 잔여물이 보드에 남아 있어도 신뢰성 문제를 일으키지 않는다는 것을 의미합니다.

이론적으로는.

현실에서는 플럭스 제조업체가 IPC-B-24 빗 패턴에 대해 85도/85% 상대 습도에서 SIR 테스트를 수행하여 잔류물이 통제된 실험실 조건에서 168시간 동안 100메그옴 절연 저항을 유지함을 입증합니다. 이것이 자동차 엔진실이나 실제 오염이 있는 산업 환경에서 10년 동안 제품이 살아남는 것으로 해석되는지 여부는 전적으로 또 다른 질문입니다.

아니-클린 플럭스에는 1-5% 고형분 함량-이 포함되어 있으며 대부분 약유기산과 일부 로진 또는 합성 수지가 포함되어 있습니다. 제제는 잔류 양성을 위해 의도적으로 활성을 희생합니다. 부품의 표면이 신선하고 납땜 가능한 경우 절충점이 작동합니다. 기후가 통제되지 않는 창고에 재고를 저장하는 심천의 공급업체로부터 산화된 부품을 조달할 때 이는 매우 실패합니다.

제가 함께 일한 모든 계약 제조업체는 세척이 제대로 이루어지지 않는 보드를 위해 수용성{0}}용제를{1}}보유하고 있습니다. 공식 프로세스 문서에서는 모든 것에 대해 ORL0 no{4}}clean을 지정할 수 있습니다. 생산 현장의 현실에는 결함률이 높아질 때 화학 물질을 바꾸는 일이 포함됩니다.

수용성{0}}용성 플럭스에는 로진 제형을 순하게 보이게 만드는 활성 수준의 유기산-아디프산, 구연산, 숙신산-이 포함되어 있습니다. 산 함량이 높을수록 산화물을 공격적으로 공격합니다. 젖음 현상이 빠르게 발생합니다. 구멍 채우기가 향상됩니다. 관절이 반짝반짝 빛나 보입니다.

잔류물은 또한 제품을 파괴할 만큼 부식성이 있습니다.

결국은 아닙니다. 이론적으로는 아닙니다. 부식성이 강함. 하룻밤 동안 전원이 공급되는 보드에 수용성 잔류물을 남겨두고 흔적 사이에 수상돌기가 자라는 것을 관찰하세요. 이온 오염은 수분 흡수를 통해 전도성 경로를 생성합니다. 전기화학적 이동이 뒤따릅니다. 구성 요소가 실패합니다.

수용성 공정에서는 세척이 필요합니다. 일반적으로 DI 수를 사용하여 140°F에서 수성 세척을 하면 플럭스 염이 손상되기 전에 제거됩니다. 모든 보드. 매번. 예외는 없습니다.

세척 단계에는 비용-장비, 수처리, 건조, 이온 오염 테스트가 추가됩니다. 제조 엔지니어들은 그것을 싫어합니다. 그러나 배럴 길이가 긴 두꺼운 보드, 심하게 산화된 납이 포함된 구성 요소 또는 구멍 채우기에 최대 플럭스 활성이 필요한 상황의 경우 수용성은 안정적으로 작동하는 유일한 화학 물질로 남아 있습니다.

IPC J-STD-004는 이를 ORH 또는 INH 유형으로 분류합니다. "H"는 활동성이 높다는 의미입니다. 분류 시스템은 부식 가능성에 대해 사람들에게 경고하기 위해 특별히 존재합니다.

폼 플럭싱은 플럭스에 잠긴 다공성 돌을 통해 압축 공기를 버블링하여 보드 밑면과 접촉하는 폼 헤드를 생성하는 방식으로 작동합니다. 이 과정은 1970년대부터 존재해왔습니다. 적절하게 유지 관리되면 간단하고 저렴하며 신뢰할 수 있습니다.

또한 플럭스를 고르지 않게 분배합니다.

바닥 지형이 불규칙한 보드를 통과하면 폼 헤드가 무너집니다. 납땜 면에 접착된 대형 부품은 그림자를 만듭니다. 플럭스 소비량은 주변 습도에 따라 달라집니다. 누군가가 폐쇄하기 전에 저장소를 배수하는 것을 잊어버리면 다공성 돌이 건조된 잔류물로 막힙니다.

저는 폼 플럭서 문제를 해결하는 데 전체 교대 시간을 보냈습니다. 돌 막힘은 전형적인-폼 높이 감소로 나타납니다. 작업자는 기압을 높여 보상합니다. 이로 인해 보드 이동 중에 붕괴되는 불안정한 폼이 생성되어 불규칙한 스킵 솔더링으로 나타나는 얼룩덜룩한 커버리지가 발생합니다. 수정하려면 배수, 청소가 필요하며 때로는 돌 전체를 교체해야 합니다. 그 사이 생산이 중단됩니다.

스프레이 플럭싱은 노즐을 통해 액체 플럭스를 원자화하여 프로그래밍된 위치에 정확하게 제어된 양을 분사합니다. 커버리지 균일성이 극적으로 향상됩니다. 지속적으로 증발하는 폼 저장소를 유지하지 않기 때문에 플럭스 소비가 감소합니다. 공정 매개변수-스프레이량, 이동 속도, 에어나이프 압력-은 조정에 따라 예측 가능하게 반응합니다.

스프레이 시스템은 비용이 더 많이 듭니다. 유지 관리 일정을 조정하지 않고 고형분 함량이 높은 플럭스를 사용하면 막히게 됩니다. 그러나 자본 비용을 정당화하는 생산량에 있어서는 스프레이가 폼보다 성능이 뛰어납니다.

최신 초음파 분무 시스템은 공기 보조 스프레이보다 플럭스를 더 미세한 물방울로 분할하여{0}}좁은 공간에 대한 침투력을 향상시킵니다. 특정 보드 디자인에 중요한지 여부는 전적으로 기하학에 달려 있습니다.

무연{0}}납은 주석-납처럼 구멍을 메우지 않습니다.

물리학에는 표면 장력과 습윤 속도가 포함됩니다. SAC305는 63/37보다 더 높은 표면 장력을 나타냅니다. 즉, 대략 500mN/m 대 470mN/m입니다. 용융된 합금은 좁은 배럴로 흘러 들어가는 것을 방지합니다. 모세관 상승이 발생합니다. 윗면 필렛은 얇거나 전혀 나타나지 않습니다.

Flux can partially compensate. Higher activity formulations reduce effective surface tension through better oxide removal, improving capillary action. Extended preheat ensures flux volatiles have fully evaporated before wave contact, maximizing the residual activator concentration at the critical moment. Slower conveyor speeds increase contact time, giving solder more opportunity to wick upward.

그러나 한계가 있습니다.

8:1을 초과하는 종횡비와 0.093인치보다 두꺼운 보드는 공격적인 플럭스 화학에도 도전합니다. 배럴 길이는 사용 가능한 체류 시간 동안 모세관 작용이 수행할 수 있는 범위를 초과합니다. 열 손상으로 인해 부품이 위협받을 때까지 접촉 시간을 늘리거나, 불완전한 충진을 피할 수 없는 공정 제한으로 받아들입니다.

일부 제조업체는 문제가 있는 접합 부분에 대한 선택적 납땜을 통해 이 문제를 해결합니다. 다른 사람들은 패드 형상을 재설계했습니다. 무연 합금이 포함된 고-종횡비-배럴을 위한 플럭스-전용 솔루션을 찾은 사람은 아무도 없습니다. 물리학은 그것을 허용하지 않습니다.

휘발성 유기 화합물 규정으로 인해 업계 전반에 걸쳐 플럭스 재구성이 강제되었습니다. 전통적인 알코올- 기반 플럭스는 적용 중에 이소프로판올 증기를 방출하고 엄격한 공기 품질 요구 사항이 있는 관할권에서 환경 규정 준수 문제를 유발할 만큼{2}}충분히 예열합니다.

VOC{0}}가 없는 제제는 물을 담체 용매로 사용합니다. 그들은 일합니다. 그들은 또한 다르게 행동합니다.

물은 이소프로판올보다 느리게 증발합니다. 예열 구역은 동등한 용매 제거를 달성하기 위해 확장 또는 더 높은 온도가 필요합니다. 건조 속도가 느리면 플럭스가 불규칙한 표면에 분포하는 방식에 영향을 미칩니다. 다양한 캐리어 증발 동역학이 열 노출 후 남은 물질을 변경하기 때문에 잔류 특성이 변경됩니다.

알코올-기반에서 VOC-없는 플럭스로 전환하는 것은 결코 대체할 수 없습니다.- 프로세스 재인증은 필수입니다. 달리 말하는 사람은 실제로 신뢰성이 높은 제품으로 전환을 시도하지 않았습니다.-

Solders

IPC의 플럭스 분류 체계는 기존 군용 QQ{0}}S-571 표준을 지정자 매트릭스(로진의 경우 RO, 수지의 경우 OR, 유기의 경우 OR, 무기의 경우 IN)와 활성 수준(낮음/중간/높음의 경우 L/M/H) 및 할로겐화물 함량(0 또는 1)을 결합한 매트릭스로 대체했습니다.

따라서 ROL0은 로진-기반, 낮은-활성, 할로겐화물-없음 플럭스를 나타냅니다. ORM1은 유기 조성, 중간 활성, 할로겐화물 존재를 의미합니다.

이 시스템은 여러 제조업체의 제품을 비교하는 데 도움이 됩니다. 특정 플럭스가 귀하의 응용 분야에 적합한지 여부는 알려주지 않습니다. 서로 다른 공급업체의 두 ROL0 플럭스는 분류가 전체 공정 능력이 아닌 특정 테스트 매개변수-구리 거울, SIR, 부식-을 측정하기 때문에 상당히 다른 습윤 성능을 나타낼 수 있습니다.

초기 선별을 위해 분류를 사용합니다. 생산 결정을 위해 자체 자격 테스트를 신뢰하십시오.

할로겐화물 활성화제는-일반적으로 염화디에틸암모늄과 같은 염화물 또는 브롬화물 화합물-습윤 속도를 극적으로 향상시킵니다. 이는 유기산 대체물보다 더 빠르게 산화물을 공격합니다. 산화된 부품 또는 순동 OSP 마감재의 경우 할로겐화물-활성 플럭스가 허용 가능한 공정 수율과 지속적인 재작업 사이에 차이를 만드는 경우가 많습니다.

잔류물은 이온성으로 남아 있습니다. 습기에 노출되면 할로겐화물 잔류물이 수분을 흡수하여 전도성이 됩니다. 전기화학적 이동이 가속화됩니다. 신뢰성 엔지니어는 조립 후 수년이 지난 수지상 성장으로 추적된 현장 오류를 문서화합니다.

높은-신뢰성 애플리케이션-항공우주, 의료, 군사-종종 활동 분류에 관계없이 플럭스를 포함하는 할로겐화물을 완전히 금지-합니다. 가전제품은 제품 수명이 수십 년으로 연장되지 않고 작동 환경에서 높은 습도와 지속적인 전력이 결합되는 경우가 거의 없기 때문에 할로겐화물을 허용합니다.

선택에는 명시적인 위험 수용이 포함됩니다. 할로겐화물은 장기적인 부식 가능성을 희생하여 제조 가능성을 향상시킵니다.- 할로겐화물(L1, M1 지정자)이 포함된 깨끗한 제제는-잔류물이 보드에 무기한 남아 있도록 설계되었기 때문에 특별한 조사가 필요하지 않습니다.

액체 플럭스는 지정된 고형분 함량으로 공급업체로부터 도착합니다.-스프레이 무세척의 경우 2%, 폼 로진의 경우 15% 정도입니다. 사용 중에 용매가 증발합니다. 밀도가 올라갑니다. 단위량당 활동량이 증가합니다.

모니터링하지 않으면 2% 고형분에서 시작된 플럭스가 3% 또는 4%로 점차 늘어납니다. 아무도 스프레이 설정을 변경하지 않았기 때문에 도포량은 일정하게 유지됩니다. 이사회는 프로세스에 적합한 것보다 훨씬 더 많은 활성 자료를 받습니다. 잔류 수준이 기대치를 초과합니다. SIR 준수 여부가 의심됩니다.

모든 웨이브 납땜 작업에서는 매일 자속 밀도를 측정해야 합니다. 굴절계는 작동하지만 전용 자속 밀도계는 더 높은 정확도를 제공합니다. 측정에는 30초가 소요됩니다. 대안은 고객 자격 감사 중에 귀하의 프로세스가 6개월 전에 사양을 벗어났음을 발견하는 것입니다.

로진- 기반 플럭스는 산화 중합에 민감한 공액 이중 결합을 가진 화합물을 포함합니다. 따뜻하게 보관하고, 빛에 노출시키고, 용기를 밀봉하지 않은 상태로 둡니다.-플럭스가 저하됩니다. 점도가 증가합니다. 습윤 성능이 떨어집니다. 지난 달에 효과가 있었던 것이 오늘 실패했습니다.

제조업체는 15-25도 사이의 보관을 지정합니다. 진심이에요.

나는 누군가가 플럭스 드럼이 예열 배기 덕트 옆에 보관되어 있는지 여부를 확인하기 전에 몇 주 동안 생산 라인에서 팬텀 납땜 결함 문제를 해결하는 것을 보았습니다. 플럭스는 저장 중에 본질적으로 조리되었습니다. 동일한 로트 번호의 신선한 재료가 정상적으로 수행되었습니다.

플럭스 선택에는 잔류물 문제에 대한 활동의 균형을 맞추고 화학을 특정 부품 납땜 가능성 및 보드 마감에 맞춘 다음 실제 생산 시험을 통해 성능을 검증하는 작업이 포함됩니다. 데이터시트 사양은 보장이 아닌 출발점을 제공합니다. 분류 시스템은 성공 예측이 아닌 옵션 논의를 위한 어휘를 제공합니다.

땜납이 금속을 적시도록 산화물을 제거하는 -기본 작업-은 고대 장인들이 소나무 피치가 청동을 결합하는 데 도움이 된다는 사실을 발견한 이후로 변하지 않았습니다. 현대식 공식은 무연 온도, 환경 규제, 고밀도-밀도 기하학적 구조, 제품 수명을 연장하는 신뢰성 요구 사항 등 현대적인 제약 조건을 중심으로 최적화됩니다.

납땜이 실패하면 먼저 플럭스를 확인하십시오. 적용 범위를 확인하고, 활성화를 확인하고, 화학 물질이 실제로 프로세스 조건과 일치하는지 확인하십시오. 대답은 일반적으로 누구도 인정하고 싶어하는 것보다 간단합니다.