솔더 페이스트의 유효기간/보관기간

2011년 11월 21일, 월요일/ Eric Bastow [이력 보기]

솔더 페이스트는 용매제를 사용하는 기구에 붙이는 분말 솔더 합금으로 구성됩니다. 보통은 “활성제”로 알려진 일단의 용매 성분이 포함되어 있습니다. 이 활성제의 주된 기능은 솔더되는 표면에서는 물론 솔더 분말 자체에 존재하는 어떤 산화물이라도 제거하는 것입니다. 이들 활성제는 일반적으로 열에 의해 “활성화”됩니다. 용매제를 다루는 화학자들은 실온에서는 상대적으로 반응하지 않지만 솔더링하는 온도에서는 아주 활발하게 작동하는 활성제들을 일부러 선택합니다. 이들의 활동성은 때로는 온도에 따라 바로 변합니다.

용매제가 솔더 분말과 직접 접촉하는 것을 감안한다면, 솔더 분말과 용매 활성제는 선반 위에 보관된 솔더 페이스트에서도 서로 반응을 일으키게 됩니다. 이 활성제들은 그 분말에 “반응”하기 시작하고, 시간이 충분하다면, 솔더 입자들이 실제로 서로 “용접”되는 포인트까지 분말의 표면을 씻어낼 수 있습니다. 그래서, 이제 잘 흘러내리는 분말을 포함한 페이스트가 아닌 솔더 입자들이 서로 용접되어 뭉친 덩어리들을 갖게 됩니다. 이들 덩어리들은 때로는 점도가 증가하면서 스텐실 구멍과 주입기 바늘을 막을 수 있습니다. 이러한 이유로, 페이스트 제조사들은 최적의 보관기간을 유지하도록 페이스트를 냉장고에 보관하도록 요구하고 있는 것입니다.

일반적으로 물로 씻어낼 수 있는 솔더 페이스트는 비세척 및 RMA 유형의 솔더 페이스트에서 발견할 수 있는 활성제에 비해 훨씬 활동성이 강한 활성제들을 종종 함유하고 있습니다. 이것은 세척 가능 용매제의 잔유물들은 물에 씻겨 나가도록 되어 있기 때문입니다. 그래서, 제품의 사용기간 중에 부식을 일으키는 용매제에 관한 걱정은 하지 않아도 됩니다. 반면에, 비 세척 용매제는 용매제의 잔유물이 기기에 계속 남아 있어 부식이 기기의 성능과 수명을 저해하기 때문에  일반적으로 약한 활성제를 사용하게 됩니다. 그 결과, 비 세척 유형의 솔더 페이스트는 통상적으로 보관 가능 기간이 길고 물에 녹는/씻겨 나가는 솔더 페이스트에 비해서 높은 보관온도까지 허용되는 것입니다.

솔더 페이스트는 통상 6개월을 냉장 보관할 수 있습니다. 만일 페이스트가 2개월 동안 냉장되어 있다가 실온에서 녹혔고, 12시간 동안 실온에 있다가 다시 냉장되었을 경우에는….그 때도 6개월의 수명을 갖을 것인지에 관해 의문을 갖으실 수도 있을 겁니다. 대답하기에 굉장히 어려운 질문입니다. 우유와 같이 냉장 보관해야 하는 상하기 쉬운 음식에서도 동일한 상황이 일어날 수 있습니다. 가게에서 보관기간이 5일 남은 우유 한 통을 구입했을 경우를 보겠습니다. 집으로 갖고 와서 2일간 냉장고에 정상 보관했지만, 아이들 중 하나가 누구도 알지 못하는 사이에 3시간 동안 카운터에 우유를 놔두었다가 다시 냉장고에 넣었을 경우입니다. 그 우유가 남은 3일 동안 괜찮을 것으로 기대할 수 있을까요? 1시간 동안 냉장고 밖에 내놓았을 경우에는 어떨까요? 5시간일 경우에는? 이러한 질문에 대답하기가 얼마나 어려운지 이제 아실 겁니다. 올라가 온도에서, 3일 동안, 3개월 동안 또는 유효기간이 3일 남았을 경우에 솔더 페이스트에 미치는 영향은 어떨까요????? 답을 알 수 없는 상황입니다. 페이스트의 보관기간에 미칠 수 있는 모든 가능한 시나리오를 솔더 페이스트 제조사가 조사하는 것은 불가능한 일이니까요.

가장 좋고 확실한 방법은 솔더 페이스트를 수령하는 즉시 냉장 보관하고 필요할 때 전부 사용할 수 있는 분량만을 녹이는 것입니다. 유효기간을 최대한으로 확보하기 위해서는 페이스트를 녹게 했다가 다시 냉장 보관하는 일을 가능한 피해야 합니다.

솔더 페이스트 입자(그물 망) 크기도 유효기간에 영향을 줄 수 있습니다. 분말의 크기가 줄어들면 분말의 양 또는 부피 당 표면적은 급격히 늘어납니다. 늘어난 분말의 표면적은 용매제가 반응해야 하는 면적이 늘어나는 것을 의미하고 용접해야 하는 면적 역시 커지게 됩니다. 그래서, 다른 모든 조건들이 동일할 경우에, 6개월 유효기간의 타입 3 솔더 페이스트는 타입 6 솔더 분말 형태로는 6개월을 보장하지 못할 수도 있습니다.

대부분의 경우, 솔더 페이스트의 제조사들은 유효기간을 설정할 때 보수적인 편입니다. 적절히 보관된 솔더 페이스트의 성능이 유효기간에서 하루를 넘겼다고 나빠질 가능성은 그다지 높지 않습니다. 사실, 페이스트에 따라 다르기는 하지만, 유효기간을 지나도 몇 개월 동안은 아직 괜찮을 수도 있습니다.

그러면 갖고 있는 솔더 페이스트가 아직 사용할 수 있는지 어떻게 알 수 있을까요? 그건 생각보다는 쉽습니다. 전에 언급했듯이, 질이 떨어진 페이스트의 특징 중 하나는 점도가 상승하는 것입니다. 그래서, 간단하게 프린트나 주입 테스트를 해보면 그런 면에서 제데로 성능을 발휘하는지 알 수 있습니다. 가끔 문제가 생기는 또 다른 측면은 융합에 관한 것입니다. 용매제의 질이 저하되면서 솔더 분말의 산화물을 적절히 제거하는 능력도 잃게 됩니다. 그러한 질의 저하를 측정하기 위해서는 세라믹 조각과 같은 비 습성 기판 위에 적은 분량의 페이스트를 발라 보는 것이 제일 좋습니다. 페이스트를 환류하고 그것이 어떻게 잘 융합되는지 확인합니다. 만일 융합이 잘 되면, 솔더 페이스트는 융합되지 않은 솔더 입자들로부터 어느 정도는 자유로워진 용매제 풀로 둘러싸인 볼 속으로 환류할 것입니다. 만일 그 페이스트가 상당히 질이 떨어진 상태라면, 그 페이스트는 잘 융합되지 않을 것이며 용매제 풀 안에 상당한 양의 융합되지 않은 솔더 입자들이 들어 있을 것입니다.

어떤 솔더 페이스트의 융합 상태를 확인하려면 이IPC 테스트 방식을 참조하세요.

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