간단한 개요
리플로 납땜과 웨이브 납땜의 주요 차이점은 리플로 납땜은 표면 실장 부품이 있는 보드에 사용되는 반면 웨이브 납땜은 스루홀 부품이 있는 보드에 사용된다는 점입니다. 리플로 납땜은 다음 세 가지 주요 공정 중 하나입니다. SMT 배치. 리플로는 주로 부품이 이미 배치된 회로 기판을 납땜합니다. 리플로 중에 납땜 페이스트가 녹았다가 식습니다. 냉각은 부품과 패드를 함께 고정합니다.
아래 Nitto 리플로 납땜 장비 섹션에서는 리플로 납땜의 기술 원리를 설명합니다. 또한 SMT 산업에서 사용되는 배치 기술에 대해서도 자세히 설명합니다. 니토 덴코 리플로우 기계는 모듈식, 디지털, 사용자 친화적인 설계를 사용합니다. 강력한 성능, 신뢰성, 안전성, 유지보수 용이성, 사용 편의성을 제공합니다. 이러한 기능 덕분에 고객은 운영 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 고객이 고품질의 제품을 적시에 생산할 수 있도록 도와줍니다. 웨이브 솔더링 제품의 경우, 이 기계는 최고의 선택이며 좋은 투자입니다.
웨이브 솔더 퍼니스 시스템의 네 가지 새로운 기술
1) PCB 표면의 수직 스프레이(경로 최적화 시스템 사용)
A. 노즐이 PCB에 수직으로 분사되면 플럭스가 보드에 더 고르게 퍼집니다. 스프레이가 구멍에 더 잘 침투합니다. 이렇게 하면 용융된 땜납이 올라가고 젖는 능력이 향상됩니다.
B. 자동 경로 최적화 시스템은 플럭스 코팅이 균일하게 이루어지도록 보장합니다.
C. 고급 소프트웨어는 컨베이어 속도와 PCB 폭에 따라 스프레이 설정을 조정할 수 있습니다.
(원문에서 참조한 이미지는 여기에 포함되지 않았습니다.)
2) 웨이브 솔더는 세라믹 표면을 가진 철 주조 탱크를 사용하여 수명을 연장합니다.
A. 10mm 두께의 주철 탱크 벽을 사용하면 탱크가 가열될 때 탱크의 변형에 대한 저항력이 크게 증가합니다.
B. 주철에는 흑연이 많이 포함되어 있습니다. 흑연은 땜납에 잘 젖지 않으므로 탱크 부식을 거의 일으키지 않습니다. 탱크 내식성과 부드러움을 더욱 향상시키기 위해 주철 표면에 세라믹 처리를 적용합니다. 이를 통해 서비스 수명이 더욱 늘어납니다.
3) 새로운 흐름 채널과 새로운 노즐 설계로 산화를 줄이고 운영 비용을 절감합니다.
이러한 변화는 산화의 양을 줄여 고객의 운영 비용을 낮춥니다.
4) 새로운 임펠러 및 흐름 채널 설계로 납땜 웨이브의 안정성을 높였습니다.
- 노즐, 흐름 채널, 임펠러 구조는 파도 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다.
- 파도 높이는 ±0.5mm 이내에서 제어할 수 있습니다.
- 혼합 예열의 장점 a. 적외선 예열은 온도를 빠르게 올립니다. 열풍 예열은 온도를 균일하게 유지하는 데 도움이 됩니다. b. 적외선과 열풍을 모두 사용하면 빠른 가열과 더 나은 균일한 온도를 제공합니다. c. 혼합 예열은 수용성 플럭스에 특히 적합합니다.
- 내장형 국소 선택적 스프레이 시스템 A. 국소 스프레이는 타이밍 벨트, 볼 나사 및 선형 가이드가 있는 스테퍼 모터를 사용하여 X와 Y 방향으로 이동합니다. 이를 통해 플럭스를 국소적으로 선택적으로 분사할 수 있습니다. B. 선택된 노즐은 스팟 스프레이, 라인 스프레이 및 직사각형 스프레이를 할 수 있습니다. C. 이 시스템은 PC와 모션 제어 보드를 사용합니다. 반응이 빠르고 정확도가 높으며 프로그래밍이 가능합니다. 작동과 청소가 쉽습니다. D. 스프레이 면적이 전체 면적의 50% 미만인 경우에 적합합니다. 50% 이상의 플럭스를 절약할 수 있습니다.
- 솔더 포트 영역의 국소 질소 충전 장치 A. 솔더 포트의 국소 질소 충전 장치는 소량의 질소를 사용하여 기판 아래 및 솔더 노즐 주변에 높은 질소 농도를 전달할 수 있습니다. B. 특수 스테인리스 스틸 나노 미세 다공성 튜브를 사용합니다. 질소가 확산되어 고농도로 해당 영역을 고르게 채웁니다. C. 3개의 유량계가 3개의 질소 라인을 제어합니다. 질소 사용량은 약 12m³/h입니다. 노즐에 의한 솔더 흐름 근처의 산소 농도는 약 1000ppm입니다. D. 이는 솔더 품질을 개선하고 솔더 산화를 감소시킵니다. 이 장치는 온라인 산소 농도 감지 기능을 제공하지 않습니다.
1. 리플로 납땜의 원리
전자 PCB 기판은 계속 작아지고 있기 때문에 칩 부품이 더 일반적입니다. 기존의 납땜 방식은 더 이상 적합하지 않습니다. 혼합 집적 회로 기판 어셈블리의 경우 리플로 납땜이 사용됩니다. 이 어셈블리의 부품은 일반적으로 칩 커패시터, 칩 인덕터, 칩 트랜지스터, 다이오드 등입니다.
SMT 기술이 발전하고 완성도가 높아짐에 따라 더 많은 SMC 부품과 SMD 장치가 등장했습니다. 리플로우 납땜 공정과 장비도 개선되었습니다. 리플로우 사용 범위가 넓어졌습니다. 이제 거의 모든 전자 제품에서 리플로우 솔더링을 사용합니다.
리플로우 납땜(영어: 리플로우)는 PCB 패드에 미리 도포된 솔더 페이스트를 녹입니다. 용융물에서 표면 실장 부품의 리드 또는 단자가 기계적 및 전기적으로 PCB 패드에 연결됩니다. 리플로는 부품을 보드에 부착합니다. 리플로우는 솔더 조인트에 작용하는 뜨거운 공기 흐름에 의해 작동합니다. 페이스트 플럭스는 특정 고온에서 반응하여 SMD 조인트를 형성합니다. 이름 리플로우 납땜에 필요한 고온을 달성하기 위해 기계 내부의 뜨거운 가스를 순환시키는 것을 말합니다.
2. 리플로우 솔더링 머신의 기본 설명(온도 곡선 포함) 2.
PCB가 가열 영역에 들어가면:
A. 솔더 페이스트의 용매와 가스가 증발합니다. 동시에 플럭스가 패드, 부품 리드 및 핀을 적십니다. 페이스트가 부드러워지고 붕괴됩니다. 페이스트가 패드를 덮고 패드와 부품 리드에서 산소를 차단합니다.
B. PCB가 담금 영역에 들어가면 기판과 부품이 충분히 예열됩니다. 이렇게 하면 납땜 온도의 급격한 상승으로 인한 손상을 방지할 수 있습니다.
C. PCB가 리플로우 영역에 들어가면 온도가 빠르게 상승하고 페이스트가 녹습니다. 액체 땜납은 패드, 부품 리드 및 핀을 적십니다. 액체 솔더는 퍼지고 흐르며 습윤과 혼합을 통해 솔더 조인트를 형성합니다.
D. PCB가 냉각 구역으로 들어가고 납땜이 굳어집니다. 이것으로 리플로 납땜이 완료됩니다.
(표준 리플로우 온도 프로파일 그림은 일반적으로 매뉴얼에 나와 있습니다.)
3. 리플로 납땜 공정 요구 사항
리플로우 공정은 전자 제품 제조에서 흔히 사용됩니다. 컴퓨터의 기판은 이 공정을 사용합니다. 장점은 온도 제어가 용이하고 납땜 중 산화를 제한할 수 있으며 생산 비용을 쉽게 관리할 수 있다는 점입니다.
기계에는 난방 시스템이 있습니다. 이미 부품이 있는 보드에 뜨거운 질소 또는 뜨거운 공기가 분사됩니다. 땜납이 부품을 녹여 PCB에 접착합니다.
요점
- 적절한 리플로우 온도 프로파일을 설정합니다. 열 프로브를 사용하여 실시간으로 프로파일을 테스트합니다.
- 처리하는 동안 보드의 설계된 납땜 방향을 따르세요.
- 납땜하는 동안 컨베이어 진동을 피하세요.
- 납땜된 보드의 품질을 검사합니다.
- 납땜이 가득 찼는지, 접합면이 젖었는지, 접합 모양이 반달 모양인지, 납땜 볼과 잔여물, 툼스톤, 콜드 조인트가 있는지 확인합니다. 또한 PCB 표면의 색상 변화도 확인합니다. 검사 결과에 따라 온도 프로파일을 조정합니다. 전체 생산 실행 중에는 정기적으로 납땜 품질을 점검하세요.
4. 리플로 납땜에 영향을 미치는 요인
- PLCC 및 QFP와 같은 대형 부품과 일부 개별 칩 부품은 열 질량이 더 큽니다. 작은 부품보다 큰 부품을 납땜하는 것이 더 어렵습니다.
- 리플로우 오븐의 컨베이어는 부품을 반복적으로 이동합니다. 컨베이어는 방열판과 같은 역할도 합니다. 히터 섹션의 가장자리와 중앙의 열 조건이 다릅니다. 따라서 한 구역 내에서도 온도가 달라집니다. 오븐의 각 온도 영역과 기판의 각 위치는 서로 다른 온도를 가질 수 있습니다.
- 제품 로딩은 재현성에 영향을 미칩니다. 엔지니어는 리플로우 온도 곡선을 조정할 때 무부하, 부하 및 다양한 부하 계수에서 일관된 결과를 제공하는지 확인해야 합니다. 부하 계수 LF = L / (L + S), 여기서 L은 컨베이어에 조립된 기판의 길이, S는 기판 사이의 간격입니다. LF가 크면 좋은 반복성을 얻기가 더 어렵습니다. 일반적인 큰 부하 계수 범위는 제품(부품 밀도, 기판 유형) 및 오븐 유형에 따라 0.5-0.9입니다. 좋은 납땜과 반복성을 위해서는 실제 경험이 필요합니다.
5. 리플로우 납땜 공정의 장점
- 리플로 납땜은 PCB를 용융 땜납에 담그지 않습니다. 대신 국부적인 가열을 사용합니다. 따라서 부품이 열 충격을 덜 받습니다. 부품이 과열로 인해 손상될 가능성이 적습니다.
- 납땜은 접합부에만 적용되고 열이 국부적으로 가해지기 때문에 브리징과 같은 결함을 쉽게 방지할 수 있습니다.
- 리플로우의 땜납은 한 번만 사용됩니다. 땜납을 재사용하지 않습니다. 이를 통해 솔더를 깨끗하고 불순물이 없는 상태로 유지하여 우수한 솔더 접합을 보장합니다.
6. 리플로우 프로세스 흐름
리플로우는 표면 실장 보드에 사용됩니다. 흐름은 비교적 복잡하며 단면 실장과 양면 실장의 두 가지 주요 유형이 있습니다.
A. 단면 실장: 솔더 페이스트 도포 → 부품 배치(수작업 또는 기계) → 리플로 → 검사 및 전기 테스트.
B. 양면 실장: A면 페이스트 도포 → 부품 배치 → 리플로 → B면 페이스트 도포 → 부품 배치 → 리플로 → 검사 및 전기 테스트.
간단히 요약하면 다음과 같습니다: “스크린 인쇄 솔더 페이스트 → 부품 배치 → 리플로”입니다. 핵심은 정확한 스크린 인쇄입니다. 배치 수율은 픽 앤 플레이스 기계의 PPM에 따라 달라집니다. 리플로우의 경우 온도 램프, 피크 온도 및 냉각 곡선을 제어합니다.
7. 리플로우 장비 유지보수 규칙
리플로우 장비를 사용한 후에는 반드시 유지보수를 수행해야 합니다. 이렇게 하면 장비 수명을 오래 유지하는 데 도움이 됩니다.
- 기계의 각 부품을 매일 점검하세요. 컨베이어 메쉬 벨트에 특히 주의를 기울이세요. 걸리거나 떨어지지 않는지 확인하세요.
- 기기를 수리할 때는 감전이나 합선을 방지하기 위해 전원을 차단하세요.
- 기기를 안정적으로 유지합니다. 기울어지거나 불안정해서는 안 됩니다.
- 난방 구역의 난방이 멈추면 먼저 관련 퓨즈를 점검하세요. (원문에서는 이 문장이 잘린 것처럼 보이지만 퓨즈를 가장 먼저 확인해야 하는 경우가 많습니다.)
8. 리플로우 장비의 안전 및 작동 참고 사항
- 개인의 안전을 위해 운영자는 명찰과 매달린 장신구를 제거해야 합니다. 소매가 헐렁한 옷을 입지 마세요.
- 고온에 주의하고 화상을 입지 않도록 주의하세요. 적절한 보호 장비를 착용하세요.
- 오븐 온도 영역이나 컨베이어 속도를 임의로 변경하지 마세요.
- 실내 환기를 확인하세요. 배기 덕트는 창문 바깥으로 이어져야 합니다.
간단한 결산 요약
- 리플로 납땜은 SMD 기판용입니다. 웨이브 솔더링은 스루홀 기판용입니다.
- 리플로는 제어된 열과 냉각으로 미리 도포된 페이스트를 녹입니다. 웨이브는 기판을 움직이는 솔더 웨이브에 담그는 방식입니다.
- 리플로우를 사용하면 온도와 산화를 효과적으로 제어할 수 있으며 SMT 조립에 널리 사용됩니다.
- 최신 웨이브 솔더 시스템은 수직 스프레이, 더 나은 퍼니스 재료, 개선된 흐름 설계, 혼합 예열, 로컬 스프레이 및 로컬 질소를 추가하여 수율을 개선하고 비용을 낮춥니다.
- 올바른 온도 프로파일, 부하 계획, 세심한 검사, 정기적인 유지보수는 리플로우 및 웨이브 공정 모두에서 안정적인 수율을 보장하는 핵심 요소입니다.
