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솔더 페이스트와 용매제 담금 깊이: II

Tuesday, November 15, 2011

2011년 11월 15일, 화요일/Andy Mackie [이력 보기]

우리가 지난 번에 했던 토의에 이어서...

이 토픽에 관한 이전의 포스트를 기억하신다면, 친구이자 동료인 Chris Nash 와 저는 패키지 온 패키지(Pop) 테스팅 도중에 발견한 낮은 담금 높이와 관련한 약간의 수수께끼 같은 결과에 관하여 얘기를 나누고 있었습니다. 그러한 발견들은 SMT 및 플립 칩 조립 모두에서 담금 공정을 사용하는 누구라도 관심을 갖을 것으로 생각됩니다.

포스트 II:
더 큰 솔더 페이스트와 용매제 담금 높이를 위해 고속으로 진행되는 담금 공정에 사용되는 선형 조절 블레이드 (앞 뒤로 움직이는)가 담금 높이를 이론적인 공학의 한계인, 50 마이크론 및 더 큰 담금 높이에 근접하도록 해 줄 것입니다. 빠른 속도는 용매제를 얇게 잘라내며 경계층의 두께를 줄이고 신장하는 (끈기) 점착성을 감소시키는 역할을 해서 부품이 더 쉽게 담금 접시에서 배출될 수 있게 해 줍니다.

담금 깊이를 낮추기 원하면 어떻게 할까요?

우리가 동 필라 플립 칩 담금의 영역으로 이동하면서, (우리가 듣기로는) 패키지 온 패키지 조립을 하는일부 일본 고객들은 담금 높이(담금 깊이)를 10-20 마이크론까지 내려 가도록 하고 있으며, 그들 자체의 회전형 담금 접시를 사용하고 있다고 들었습니다. 아래 그림은 용매제와 솔더 페이스트 담금 접시를 단순화시킨 버전을 보여 줍니다.

www.1-1clone.com

회전형 담금 접시는 다음과 같은 장점을 갖고 있는 것으로 보입니다:

- 높이 설정: 담금 높이/깊이는 두 가지 마이크로미터를 사용하여 설정되며, 비록 담금 높이를 측정해야 하기는 하지만, 정밀한 설정을 위해 무한대로 조정이 가능합니다.

- 낮은 비용: 각각 $2,000까지 치솟을 수 있는 특별히 설계된 담금 접시와 비교할 때, 새로운 담금 깊이를 설정하는 비용이 들지 않습니다.

- 정확도 및 깊이의 정밀성: 실용적인 관점에서 보면, 극도로 낮은 담금 높이의 회전형 접시가 사용되는 실제 이유는 용매제의 깊이가 실제로 측정 가능하다는 것입니다: 담금 접시의 설계를 근거로 하여 어떤 담금 깊이가 정확하고 일정하다는 암묵적인 가정은 없습니다. 지난 번에 확인했듯이, 20마이크론의 오차는 허용되고, 50마이크론 이하의 담금 높이일 때50마이크론 담금 접시를 사용하면서 그 담금 깊이에 정확히 맞추는 것으로 가정하는 것은 큰 문제를 유발할 수 있습니다.

하지만, 선형 담금 시스템과 비교하면 회전형 담금 접시에도 잠재적인 문제점을 갖고 있습니다:

- 더 넓은 표면적: 용매제 및 솔더 페이스트는 더 빠르게 건조할 수도 있으며, 수용성 재질은 공기 중의 습기에 더 취약해질 것입니다. 또한, 실제로 사용되는 양 보다 더 넓은 용매제의 표면적이 노출되기 때문에 용매제의 낭비가 더 많은데, 이것은 일부의 선형 접시 디자인에서도 같은 현상을 보입니다.

- 회전형의 접시: 재질의 중간 보다는 외곽 모서리에 더 높은 번짐이 나타날 수 있습니다. 만일 너무 빨리 회전하면, 구심력으로 인해 외곽으로 힘을 받아 담금 재질이 외곽에 축적될 수도 있습니다.

- 낮은 전단율: 동일한 용매제 또는 솔더 페이스트 담금 깊이에서, 조절 블레이드 속도는 선형 시스템보다 회전형에서 훨씬 더 낮을 것입니다. 하지만, 아래 그림에서 볼 수 있듯이, 1/4 의 속도 및 1/4의 담금 높이로 움직이는 조절 블레이드에서 번짐율은 동일합니다.

Shear rate and depth and velocity