SMT 및 BBQ의 리플로 프로파일링: 적합한 온도 유지

저는 여름 동안 그릴을 사용한 바베큐 요리를 아주 즐깁니다.  최근까지도 프로판 가스 그릴과 저의 타고난 감각만을 사용하여 저녁식사 요리에 필요한 온도와 시간을 조절하여 핫도그로부터 스테이크에 이르기까지 모든 바베큐 요리를 해냈습니다.  간혹 닭고기가 너무 건조하게 요리되거나 햄버거가 설익는 경우가 있기는 했지만 전반적으로 만족할 만한 수준이었습니다.  그런데 엊그제 우연히 구입한 온도계 때문에 영원히 저의 바베큐 요리 습관을 바꾸게 되었습니다.  저는 한 매장에서 기다란 열전대가 부착된 디지털 온도계를 판매 중인 것을 보았습니다.  그게 내 주의를 사로잡아 다른 필요한 물건들과 함께 충동적으로 구매했습니다. 

그날 저녁 집에서 포장을 뜯었는데, 그것은 일반 온도계 기능 뿐 아니라 각종 고기 유형(미디엄 레어 비프, 치킨, 돼지고기 등)에 따라 사전에 설정된 프로그램까지 갖추고 있었습니다.  저는 아내가 준비한 양념 햄버거 패티를 그릴로 가져갔습니다.  아내가 좋아하는 "잘익은 비프" 설정에 온도계를 맞추고 패티를 그릴에 얹었습니다.  아내를 위한 패티 고기의 내부 온도가 대략 130oC에 도달했을 때 제가 좋아하는 미디엄 레어로 익힐 패티를 그릴에 얹었습니다.  온도계가 삐 소리를 내며 아내의 버거가 다 익었다는 것을 알려줄 때까지 참을성있게 기다린 후 온도계 설정을 "미디엄 레어 비프"로 변경하고 열전대를 내 버거 위로 옮겼습니다.  이 경우 온도에 대한 제 감각이 나쁘지 않으므로, 약 1분 후 온도계의 삐 소리가 제 버거의 내부 온도를 알려줍니다.  지금까지도 항상 고기의 내부 온도를 정확히 파악하고 요리할 때 최고로 맛좋은 버거를 요리합니다.

그런데 솔더 블로그에서 제가 고기굽는 이야기를 하는 이유는 무엇일까요?  많은 동일한 개념을 리플로 프로파일링에 적용할 수 있기 때문입니다. 솔더를 적합하게 리플로하기 위한 서킷 보드의 최적 온도를 유지하기 위해 리플로 오븐 존 온도 및 벨트 스피드를 정확히 수립하고 설정해야 합니다.  제가 사용하는 고기용 온도계가 사전 설정된 프로그램 및 고기에 접촉하는 긴 열전대를 장착하고 있는 것처럼 솔더 리플로 프로파일링도 마찬가지입니다. 

최근에 한 고객의 작업장을 방문했는데 그곳의 엔지니어가 오븐을 자신의 감각에 의해 조절했습니다.  그 고객은 주석-납 솔더 페이스트의 적절한 리플로를 얻고 있었지만 SAC 합금을 사용하여 어셈블되는 구성부품의 내부 솔더는 녹았는데, 이는 구성부품에 손상을 가합니다.  리플로 온도가 너무 높았던 것이 분명하지만 프로파일링을 하지 않으면 온도가 얼마나 높은지 조절이 필요한 곳이 어딘지를 알 수 없습니다.  KIC 프로파일러를 사용하여 원하는 램프 속도, 액상선 시간 및 최고 온도 등 조건을 수립한 후 보드가 오븐을 통과할 때 실제 온도를 측정하여 이러한 설정 내역과 얼마나 정확히 일치하는지를 결정함으로써 상태를 추적할 수 있었습니다.  의심했던대로, 최초 설정 온도가 너무 높아서 필요했던 것보다 거의 30oC 이상 높은 온도로 솔더 접합부를 가열했습니다.  KIC 소프트웨어의 예측 기능을 사용하여 모든 것이 정상이 되도록 오븐 존 설정 및 벨트 스피드를 이론적으로 조절할 수 있었습니다.  새롭게 예측되는 설정으로 실제 오븐 설정을 변경한 후 보드를 다시 통과시키면서 원하는 공정 범위 내에 있는지를 확인했습니다.

요약하면, 오븐 안에서 서킷 보드 (또는 고기!)에 가해지는 온도를 실제로 파악하는 것이 매우 중요합니다.  250oC로 설정할지라도, 보드의 온도는 구성부품의 크기, 보드 두께, 보드 내 동의 양, 보드를 고정하기 위해 사용되는 펠릿 등의 조건에 따라 230oC 또는 그 이하가 될 수 있습니다. 보드에 열전대를 직접 부착하여 프로파일링하지 않을 경우 솔더에 가해지는 온도를 정확히 파악할 길이 없습니다. 

이는 일반적인 리플로 프로파일 설정을 구하기 위한 기본적인 가이드라인입니다.  이 설정을 구한 후 리플로 프로파일을 신중히 구체적으로 조정하여특정 결함을 극복할 수 있습니다.  저의 동료인 에드 브릭스가 적합한 프로파일링을 통해 결함을 극복하는 방법에 관한 블로그 게시물을 몇 편 썼습니다. 그는 여기에서 그레이핑 제거를 비롯한 결함을 다루고 있습니다.

즐거운 여름 보내세요!

Translation powered by Avalon Professional Translation