여러 번의 역류로 인해 납땜 연결부위가 손상될까요?
2011년 1월 12일, 수요일 / Mario Scalzo작성[이력참조]
저는지금거의연구가되어있지않고, 계량화도덜되어있는어떤현상에대해서한고객으로부터막문의를받았습니다;
“납땜연결부위에대한손상없이몇번이나납땜합금의역류를할수있나요?”
이미알고계시겠지만, 납땜합금을액화온도이상으로끌어올릴때마다, 부착될부품리드의금속화된부위는물론납땜을할회로기판의금속화된부위도계속용해됩니다. 현대의처리공정에서는, 특히양면의역류및재작업을통한세차례의“작업”이일반적입니다. 통상적으로, 페이스트를사용한납땜은웨이브도중에다시역류되지않는데, 그것은팔레트의사용또는선택적인납땜을통해서녹을정도까지는뜨거워지지않기때문입니다. 그래도어떤경우에는납땜의연결부위가일부손상을입을정도로뜨거워질수도있습니다. 제생각엔, 크리스탈같은금속간레이어에서가장흥미로운점은, 더큰크리스탈을형성하기위해서액화상태에도달할필요는없다는것입니다. 그래서액화상태도달에근접한온도로작업하는것은크리스탈구조의크기를키울수도있습니다.
또다른요소는금또는 HASL 과같이납땜이쉬운표면에서의표면금속화입니다. 금과함께, 200°C 에서녹는Sn/Pb 합금은35u-인치/초에서용해됩니다.그래서 3-5u-인치와같은미세한플래시레이어는처음 1초에사라지고실제의금속간층이아래레이어에형성되는데, 가장보편적인것은니켈(Ni)입니다. 이것은HASL과유사한것으로서,HASL 층이액화상태의납땜조인트로흡수되고, HASL 의아래에금속간층이형성됩니다.
금속간층은시간이흐르면서, 그리고온도와함께액화상태(TAL)를넘어늘어나며표면에서뜨거운용해가더잘일어납니다. 이것때문에켈빈수치로합금사선의 90%를넘지않는것과같은최종납땜부위에대한작업온도의제한이있는것입니다.
TAL 과최고온도를제외하고결정구조에영향을미치는또다른요소는냉각율입니다. 더빠른냉각율은더작은크리스탈같은결정구조를형성하지만, 너무빠른냉각율은부품과기판사이의 CTE 불일치로인해결정구조내에스트레스가걸리는결과를낳을 수도있는것에유의해야합니다.
저희의경험에의하면, 세차례의작업이허용되는한도(제가일해온모든회사에따르면)입니다. 하지만, 저희가드릴수있는유일한추천사항은, “최악의케이스” 시나리오에따라시도해보고, 또ALT 테스트와 3~5 차례의작업을적용한실제의제품에 SEM 크로스섹션을진행하는것입니다. 여러분의특정한케이스는고유한것입니다– 그리고여러분의특정한상황에맞는결정은충분한가치가있습니다.
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