SMT 어셈블리 성공을 위한 스텐슬 프린팅 2부: 프린트 메트릭

SMT 어셈블리를 위한 솔더 페이스트 스텐슬 프린팅 성공을 논할 때, 엔지니어가 “벨트”에 차야할 가장 중요한 도구 중 하나는 솔더 페이스트 인스펙션(SPI) 장비입니다. 눈으로 식별하기 힘든 소형 스텐슬 조리개/페이스트 용착물의 경우 이는 특히 중요합니다.  패드에 솔더 페이스트가 존재한다는 것을 파악하는 것도 중요하지만 여러 패드 간의 일관성도 매우 중요합니다. 프린트 공정 성공 측정 시 고려해야 할 두 가지 중요한 매트릭은 면적비 및 전달 효율입니다. 면적비는 성공 가능성을 결정하며 전달 효율은 SPI에 의해 측정된 대로 충진해야 할 조리개 부피를 조리개의 실제 충진에 비교함으로써 성공율을 수량화합니다.

도 1

면적비(AR)는 성공적인 스텐슬 프린팅을 위해 중요한 매트릭이며 스텐슬 조리개의 열린 면적을 조리개 측면 벽의 면적으로 나눈 것입니다. 도 1은 원형 조리개의 그림입니다. 간단히 계산해 보면 면적비(AR)는 다음 식과 같이 원의 직경(D)을 스텐슬 두께(t)의 네 배로 나눈 것임을 알 수 있습니다. AR = D/4t. 동일한 공식을 사각형 조리개에 적용하려면 D가 사각형의 변이 되어야 합니다. 사각형 조리개의 AR의 경우, 공식은 약간 더 복잡한 ab/2(a+b)t이며, 여기에서 a 및 b는 직사각형의 변입니다. 업계에서는 우수한 스텐슬 프린팅을 얻기 위한 AR은 0.66이어야 한다고 널리 받아들이고 있습니다. 경험에 의하면, AR < 0.66일 경우, 전달 효율은 낮아지고 불규칙합니다.

전달 효율은 또 하나의 중요한 스텐슬 프린팅 메트릭으로 조리개 부피로 나눈 솔더 페이스트 용착물의 실제 측정 부피로 정의됩니다. 앞에서 언급한 바와 같이, 스텐슬 프린팅 공정의 효율을 측정하는 가장 중요한 도구는 SPI 장비입니다. SPI 장비를 사용하여 불충분하거나 과도한 솔더 페이스트 용착물을 감지할 수 있고 솔더 페이스트 용착물이 PWB 솔더 패드에 정확히 배치되었는지 여부를 결정할 수 있습니다.

따라서 SPI를 사용하면 솔더 페이스트 용착물의 부피와 위치에 관해 정확한 결정을 내릴 수 있습니다. 이러한 데이터를 통해 의사 결정 과정에서 주관적이고 필시 잘못된 결정을 제거할 수 있습니다. 또한 SPI 데이터는 공정 엔지니어에게 그가 간과할 수 있는 스텐슬 프린팅 문제에 관해 알려줄 수 있습니다.

도 2

스텐슬 프린팅 결과의 예가 도 2에 예시되어 있습니다. 세 가지의 상이한 솔더 페이스트(페이스트 A, B, C)가 다양한 조리개 크기 대비 평가되어 있습니다. 도 2는 0402 솔더 페이스트 프린트 용착물을 주로 다룹니다. y축에서 측정된 전달 효율은 부피 퍼센트이며, 조리개의 실제 부피로 나눈 솔더 페이스트 용착물 부피를 비교한 비율을 나타냅니다. 분명한 목표는 100%이며 이는 솔더 페이스트가 조리개를 완전히 충진하고 PCB 패드로 100% 배출되었다는 것을 의미합니다.

위의 데이터의 평균값을 이용하고자 할 경우 페이스트 C를 선택 재료로 선택할 수 있습니다. 부피뿐 아니라 여러 패드 간의 일관성도 중요함에도 불구하고 이를 간과할 때가 있습니다. 두 개의 그래프 중 아래의 그래프는 위의 그래프에 명시된 데이터의 표준 편차를 보여 줍니다. 전문가들에 따르면, 성공을 위해 목표 달성(이 경우 100% 전달 효율) 및 일관성이 중요합니다. 10% 또는 그 이하의 표준 편차는 일관성있는 공정과 다름없습니다. 물론, 어떤 공정은 지속적으로 불량하면서(10% 이하의 표준 편차를 유지하면서) 매우 낮은 전달 효율을 나타낼 수 있으므로 두 그래프는 중요합니다. 부연하면, 이 경우 페이스트 A가 선택된 재료이며 목표(100% 전달 효율)에 근접하고 일관성(대부분의 경우 5% 표준 편차)이 있습니다.

일관성이 중요한 이유는 무엇일까요? 몇 가지 예를 들어 설명하겠습니다. 첫 번째, 디스크리트 부품의 경우, 부품의 양끝에 힘의 불균형이 생길 때 툼스토닝이 발생합니다. 힘 불균형을 초래하는 많은 원인 중 이 경우는 여러 패드 중 특정 패드에 솔더 페이스트의 용착물이 더 많이 생기는 것을 포함합니다. 이러한 경우 솔더가 합착될 때 불균등한 인력이 발생하여 부품의 한쪽 끝이 더 큰 힘을 받게 됩니다.

두 번째 예는 BGA형 부품을 포함합니다. 세 개의 패드가 한 줄로 배열되어 있는 상황을 고려해 보십시오. 양끝에 있는 패드가 중앙의 패드에 비해 현저하게 더 많은 솔더 페이스트 용착물을 갖게 될 경우 중앙 연결과 관련하여 개방 결함이 생길 가능성이 현저하게 높아집니다.

솔더 페이스트 검사 장비는 당사의 솔더 페이스트 설계 및 평가 공정에서 대단히 중요합니다. 이 장비는 귀사의 SMT 어셈블리 공정에도 매우 유용할 것으로 믿어 의심치 않습니다.

Translation powered by Avalon Professional Translation