솔더 페이스트 종류과 특징

솔더 페이스트는 다양한 전자 부품을 인쇄 회로 기판 또는 PCB에 납땜하는 데 필요한 기본적이고 필수적인 것 중 하나입니다. 솔더 페이스트는 PCB 조립 공정 중에 적외선 리플로우 기계와 함께 사용됩니다. 솔더 페이스트를 사용하는 방법에 대해 알아보겠습니다. 

 

 

 

 

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1. 솔더 페이스트와 솔더 플럭스

솔더 페이스트는 분말 형태의 솔더와 솔더 플럭스의 혼합물입니다. 솔더는 두 개 이상의 금속으로 구성된 금속 합금인 반면 솔더 플럭스는 서로 다른 화학 물질로 구성된 크림 같은 물질입니다. 솔더 플럭스는 솔더링 공정 전과 도중에 산화물과 불순물을 제거하여 표면의 솔더 흐름을 향상시키는 데 사용됩니다. 따라서 솔더 플럭스는 정화제이기도 합니다.

 

 

 

오랫동안 납과 주석으로 만든 땜납이 사용되었습니다. 그러나 이러한 요소가 유발할 수 있는 건강 위험에 대한 인식과 전 세계적으로 엄격한 법률이 적용됨에 따라 현재 더 많은 무연 대안이 사용되고 있습니다. 그러한 땜납 하나에는 99% 주석과 1% 구리가 포함되어 있으며 그 중 일부에는 소량의 다른 금속도 포함되어 있습니다.

 

 

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2. 솔더 페이스트 종류

 

솔더 페이스트는 세 가지 기준에 따라 분류할 수 있습니다

• 크기에 따른 분류
• 플럭스 유형에 따른 분류
• 재료에 따른 분류

 

 

 

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1) 크기에 따른 분류

작은 솔더 볼의 크기에 따라 다양한 등급의 솔더 페이스트가 있습니다. PCB 어셈블리를 시작하기 전에, 프로세스에 도움이 될 수 있는 필요한 등급을 선택하는 것이 중요합니다. IPC J-STD 005 표준에 따른 입자 크기를 기준으로 다양한 유형의 솔더링 페이스트가 있습니다.

 

IPC J-STD 005 표준에 따른 형식 지정	입자 크기 (μm)
유형 1	150-75
유형 2	75-45
유형 3	45-25
유형 4	38-20
유형 5	25-10
유형 6	15-5
유형 7	11-2
유형 8	8-2

 

 

 

 

 

 

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2) 플럭스 유형에 따른 분류

 

 

 

플럭스 유형에 따라 솔더 페이스트에는 세 가지 주요 유형이 있습니다.

• 로진 플럭스: 로진 플럭스 또는 로진 페이스트는 소나무에서 추출한 천연 추출물인 로진으로 만들어집니다. 로진 플럭스는 수분에 대한 자연 장벽을 형성하며 깨끗하고 납땜하기 쉬운 표면에 적합합니다. 상대적으로 활동이 적습니다. 이 플럭스의 잔여물은 필요한 경우 적절한 용매를 사용하여 납땜 공정 후에 청소할 수 있습니다.

• 수용성 플럭스: 수성 플럭스는 납땜 공정에서 더 좋고 더 강한 결합을 제공합니다. 그것은 다른 유기산, Thixotropic 및 용제로 만들어집니다. 활동 수준은 활동이 없는 것부터 극한의 활동까지 다양하며 어렵거나 불규칙한 표면에서 납땜하는 데 사용할 수 있습니다. 활동 영역이 넓기 때문에 부식 능력과 전기 전도도에 따라 제품 사양에 유의하는 것이 중요합니다. 물을 포함하여 이러한 플럭스에 대한 많은 세척제가 있습니다.

• 무세척 플럭스: 그것은 로진, 용제 및 소량의 활성제로 만들어집니다. 낮거나 중간 정도의 활동에 적합합니다. 이름에서 알 수 있듯이 무세척 플럭스는 세척이 필요하지 않지만 필요한 경우 물과 적절한 용매를 사용할 수 있습니다. 이 플럭스는 납땜 공정 후 청소가 필요하지 않으므로 비용을 절감하므로 매우 선호됩니다. 그러나 이 플럭스는 깨끗하고 납땜하기 쉬운 표면에만 적합하며 깨끗하고 불활성인 리플로우 환경이 필요할 수 있습니다.

 

3) 재료에 따른 분류

• 납 기반 솔더 페이스트: 이 페이스트는 납과 주석이 기본 구성 요소를 형성하는 금속 합금으로 구성됩니다. 납이 제기하는 환경 및 건강 위험으로 인해 산업 공정에서 적극적으로 사용되지 않기 때문에 전 세계적으로 강력한 규정이 있습니다.

• RoHS 무연 솔더 페이스트: RoHS는 Restriction on Hazardous Substances의 약자이므로 솔더 페이스트에 대한 무연 대체품의 사용을 촉진합니다. 이들은 구리, 주석, 니켈, 은, 아연, 비스무트 및 안티몬과 같은 원소로 구성됩니다. 환경 친화적이며 안전하게 사용할 수 있습니다.

 

 

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3. 솔더 페이스트 기능

솔더 페이스트는 SMD 또는 Surface Mounted Devices로 알려진 금속 표면과 보드의 전자 부품 사이의 결합을 생성하는 데 도움이 됩니다.

 

솔더 페이스트는 일반 솔더링의 경우와 마찬가지로 열이 필요합니다. 솔더 페이스트는 인쇄 회로 기판 또는 PCB에 도포되고 열이 제공됩니다. 이로 인해 솔더 페이스트가 솔더 파우더와 솔더 플럭스로 녹습니다.

 

 

솔더 파우더는 주로 금속 표면 사이에 결합을 형성하는 반면 솔더 플럭스는 다양한 역할을 합니다. 우선, 솔더 플럭스는 솔더 파우더에 유동 특성을 부여하여 적용을 쉽게 만듭니다. 둘째, 전자 SMD 부품이 기판에 납땜될 때 기판에 제자리에 고정하는 접착 재료 역할을 합니다. 마지막으로, 불순물을 제거하고 전자 부품의 산화를 방지하여 부품의 다리와 PCB 표면 사이의 더 좋고 강력한 결합을 제공합니다.

 

 

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4. 솔더 페이스트의 보관

솔더 페이스트는 전자 애호가와 제조업체가 대부분의 시간을 필요로 하는 가장 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 최적의 활용과 성능을 위해서는 솔더링 페이스트를 올바르게 보관해야 합니다. 그렇지 않으면 시간이 지남에 따라 품질이 떨어지고 무용지물이 될 수 있습니다.

 

모든 솔더 페이스트의 가장 큰 우려 사항 중 하나는 시간이 지남에 따라 산화된다는 것입니다. 이를 방지하기 위해서는 페이스트가 어떤 식으로든 공기에 노출되지 않도록 밀폐 용기에 보관하는 것이 중요합니다. 미세한 솔더 입자의 표면적이 매우 넓다는 것은 공기에 노출되어 산화될 수 있음을 의미합니다.

 

또한 솔더 페이스트는 적절한 온도에서 보관해야 합니다. 온도가 너무 높으면 솔더 페이스트의 품질이 저하되고 접착 특성이 손실될 수 있습니다. 또한 고온 보관에서 산화 문제가 증가합니다. 그러나 이것들은 똑같이 문제가 될 수 있으므로 영하의 온도 이하로 보관해서는 안 됩니다.

 

포장에 표시된 페이스트의 유통 기한을 염두에 두어야 합니다. 솔더 페이스트는 유통 기한이 지나면 분해되기 시작하며 사용하는 것이 그다지 효과적이지 않을 수 있습니다. 이러한 상황에서는 전자 부품이 제자리에서 떨어져 나와 주변 부품과 접촉하여 전체 기판이 폭발할 위험이 있습니다. 이러한 상황에서 보드 교체 비용은 솔더 페이스트를 제 시간에 교체하는 비용보다 훨씬 높습니다.

 

 

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5. 솔더 페이스트 사용방법

솔더 페이스트를 납땜 공정에서 몇 번 사용한 후에는 쉽게 사용할 수 있습니다. 솔더 페이스트와 전체 솔더 공정 자체를 사용하기 전에, 인쇄 회로 기판과 구성 요소가 깨끗한지 확인하는 것이 중요합니다.

솔더 페이스트를  사용하는 방법은 다음과 같습니다.

 

 

 

• SMD 구성 요소를 장착할 위치에 솔더 페이스트를 적용합니다. 이것은 주사기 또는 스텐실을 사용하여 수행할 수 있습니다.
• 구성 요소를 회로 기판에 조심스럽게 놓고 필요에 따라 올바르게 정렬되었는지 확인합니다.
• 마지막으로 열을 가하여 페이스트를 녹여 솔더 파우더와 플럭스가 표면과 부품 사이의 결합을 적절하게 형성할 수 있도록 합니다.
  • 이상적으로 열은 적외선 리플로우 오븐에 의해 제공되지만 열을 가하는 경제적이고 인기 있는 방법은 히트 건을 사용하는 것입니다.
  • 이를 위해 납땜 인두도 사용할 수 있지만 조심스럽게 다루지 않으면 인두의 열로 인해 전자 부품이 파손될 수 있으므로 주의해야 합니다.