솔더 페이스트의 "5 가지 볼 규칙"이 오늘 SMT에서 유효한가요?

여러분,

저의 훌륭한 친구, 필 재로우와 짐 홀이 그들의  수상 받은 오디오 시리즈인 “보드 토크,”에서 “5 가지 볼 규칙”에 관해 최근에 질문을 받았어요. 이 세션에 대한 댓들 부분에서, 한 청취자가 1990년대에 만들어진 이 규칙이 아직도 유효한지 질문했어요. 결국 1990년대는 0603과 0402  패시브 시대였고, 01005와 심지어 008004 패시브가 도래했어요.

우선 "규칙” 대 "법칙"을 고려해 보기로 해요. 법칙의 사례로,  뉴턴의 운동 법칙을 고려해 보죠. 일상적인 속도에서, 이러한 법칙들은 우리의 측정 능력 내에서 정확하게 되는 것을 보여줍니다. 우리가 물리학 101을 상기할 때, 이러한 법칙들은 빛의 속도에 가까운 속도로 아인슈타인의 상대성 원리로 대체되었어요. 그렇지만, 우리의 일상 세계에서 뉴튼의 법칙은 잘 알려진.... 법칙이죠. 실용적인 목적에서 그것들은 정확해요.

그렇다면 “규칙”은 뭘까요? 규칙은 일부 경험적 데이터나 전문가의 경험과 거의 맞는 표현이에요. 무어의 법칙은 정확하지 않기 때문에, 실제로 규칙이에요. 트랜지스터 밀도의 배가는 매 18 개월에서 2 년마다 다양해요. 그래서 제가 그것을 규칙이라 부르는 것이고, 실제로 매우 유용해요!

“5가지 볼 규칙”은 분명히 규칙이에요. 그것은 최초 일부 SMT 개척자들에의해 한 세대 이전에 개발되었을 거에요. 실험에 의해 뒷받침 될 수도 있겠지만, 그러나 1980년대와 1990년대의 SMT 산업 당국의 합의 이상이었던 것으로 생각해요.

“5가지 볼 규칙”이 뭘까요? 그것은 솔더 페이스트의 최대 솔더 입자 직경은 이러한 입자 직경 중 적어도 5 개가 직사각형 스텐실 개구의 폭에 걸쳐 있는 것을 의미해요.   도표 1을 참조하세요. 이 규칙이 개발되었을 때, 스텐실 개구부는 오늘날보다 훨씬 거칠었고, 가장 미세한 솔더 분말은 타입 3과 타입 4 가 수평으로 있었어요. 오늘날 스텐실 개구 폭이 훨씬 미세한 것이 사실인 반면에, 타입 4.5, 5 및 6 의 솔더 페이스트가 현재 사용되고 있죠.

도표 1. 5가지 볼 규칙

다양한 "타입"의 솔더 페이스트 입자 크기가 도표 2에 나타나 있어요. 타입 4 분말의 경우, 입자 직경의 중량의 80 %는 20 내지 38 미크론 사이인 것을 주목하세요. 38 미크론은 “최대 입자”로 고려되고 있어요. 따라서, 도표 2의 타입 5 파우더의 “최대 입자”는 25 미크론이에요. 5가지 볼 규칙에 대해, 분말 유형에 대한 "최대 입자"는 도표 2에서 보여진 것과 같아요.

도표 2. 솔더 분말 크기.

그래서, 5가지 볼 규칙은 여전히 유효할까요? 그것이 아니다라고 주장하기는 어려울거에요. 직사각형 구경에 대한 구경 비 >1.5 또는 정사각형 또는 원형 구경에 대한  면적 비 > 0.66 와 결합된 5가지 볼 규칙을 사용한 수 백가지 실험이 수행되었고, 성공적인 결과가 있었어요.

스텐실코치™ 소프트웨어는 현재 더 새로운 (더 미세한) 솔더 분말 크기를 포함하여 1) 사용자들에게 5가지 볼 규칙에 대한 솔더 페이스트 분말의 분말도를 알려줄 뿐만 아니라,  2 ) 구경 또는 면적 비율을 계산하는 데 도움을 주고 있어요. 반면, 어떤 분들은 정사각형 또는 원형 구경의 경우 "8가지 볼 규칙"이 더 적절하다고 제안했어요. 그래서, 스텐실코치™는 그러한 구경에 8가지 볼 규칙을 사용해요.

감사합니다,

론 박사