용융 및 응고를 통해 금속 부품을 땜납으로 접착하기 위해 본드를 만드는 과정은 PCB 납땜으로 널리 알려져 있습니다. 그것은 접합이 기계 및 전기 부품 사이에서 이루어질 수 있기 때문에 널리 사용됩니다. 또한 본드가 생성된 전기 부품의 용접 공정과 같은 역할을 합니다. 이 과정은 전기적 성능을 방해하지 않습니다.
전기 회로 연결을 위한 실용적인 조인트를 만들려면 이 방법이 유용합니다. 또한 이 공정은 자동차 및 금속 작업에 광범위하게 적용됩니다. 다른 본딩 공정은 납땜 응용 프로그램에 의해 제대로 고정되지 않은 연결을 수정할 수 있습니다. 따라서 납땜은 접합 응용 분야를 위한 기반을 만들었습니다.
1. PCB 납땜이란?
납땜에는 결합 생성을 위한 금속의 용융 및 응고가 포함됩니다. 연결을 만들기 위해 용융된 금속은 응고 후 강도를 생성합니다. 따라서 적용된 납땜 재료에 대해 용융 공정이 시작됩니다. 일반적으로 금속의 용융을 위해 열이 제공됩니다. 따라서 이 과정에서 금속의 융점이 중요합니다.
또한, 이 공정에는 납땜의 적용 영역의 균형이 필요합니다. 효과적인 납땜을 만들기 위해 납땜 재료와 공정이 유지됩니다. 그렇기 때문에 납땜 재료의 선택도 적절한 납땜을 위해 중요합니다. 열은 또한 용융 재료와 다른 재료의 납땜 표면 사이에서 열 상호 작용이 발생하기 때문에 납땜 품질에 영향을 미칩니다.
2. 납땜 도구 및 재료
납땜과 관련된 주요 도구는 땜납, 납땜 팁, 납땜 플럭스, 납땜 플럭스 펜, 페이스트, 납땜 심지, 씰, 납땜 빨판, 커터, 납땜 건 및 건 스탠드 등입니다. 이 재료는 접합을 위해 납땜 금속에 사용되며, 납땜 액세서리가 더욱 도움이 될 수 있습니다.
일반적으로 기본 납땜 재료는 납땜 인두, 납땜 와이어 및 플럭스가 될 수 있습니다.
1) 납땜인두
납땜 인두의 중요한 부분은 요소, 핸들 및 비트입니다. 전기 에너지를 열 에너지로 변환합니다. 따라서 열로 인해 납땜 금속이 용융 형태로 변할 때 접합부가 형성됩니다. 그 모양은 펜과 같은 구조로 솔더 금속에 열을 가하는 것을 더욱 용이하게 합니다. 납땜 인두의 끝에서 열이 전달됩니다.
2) 납땜 와이어
저융점 재료는 빠른 용융 특성을 위해 솔더 와이어로 사용됩니다. 재료는 또한 결합을 생성하기 위해 냉각될 때 응고성이 필요합니다. 합금 재료는 주석(Sn)과 리드(Pb)로 구성된 솔더 와이어에 일반적이며 일반적으로 각각 60과 40의 비율입니다.
3) 플럭스
플럭스는 더 나은 품질을 위해 납땜을 돕습니다. 따라서 솔더 페이트라고도 합니다. 또한 금속의 플럭스 표면은 산화를 방지하기 위해 플럭스로 청소됩니다. 또한, 납땜 품질은 납땜 연령을 결정합니다. 따라서 납땜 플럭스도 납땜 공정에서 중요한 역할을 합니다.
플럭스는 청소하고 더 나은 납땜 결과를 제공하기 때문에 PCB 솔더링에서 중요합니다. 따라서 플럭스를 신중하게 선택해야 합니다. 적용된 플럭스는 산화 과정을 방지합니다. flux라는 납땜 페이스트는 납땜 표면의 불순물을 제거합니다.
플럭스는 전기 솔더링에 사용되는 솔더 페이스트 및 솔더 와이어의 구성 요소입니다. 이렇게 하면 납땜되는 표면을 깨끗하게 유지하고 뜨거운 땜납이 산화되는 것을 방지할 수 있습니다.
구성은 플럭스가 페이스트, 와이어, LED 또는 무연 솔더에 있는지 여부를 변경합니다. 플럭스의 주요 기여는 습윤성이 향상되고 기계적 및 전기적 영구 접합이 용융 땜납에 허용된다는 것입니다.
따라서 플럭스는 PCB 납땜 공정과 관련된 가열 공정으로 인해 온도에도 긍정적으로 반응해야 합니다. 플럭스를 사용하는 동안 표면을 청소하고 금속 표면 코팅에서 금속 산화물을 제거해야 합니다.
일부 인기 있는 플럭스는 로진 플럭스, 유기산 플럭스 및 무기산 플럭스입니다. 로진은 일반적으로 솔더 와이어에서 발견됩니다. 동시에 유기산과 무기산 플럭스는 각각 유기산과 무기산에서 유래합니다. 유기산 플럭스는 유기 수용성 플럭스라고도합니다. 소프트 솔더링은 이러한 종류의 플럭스를 사용합니다.
유기산 PCB 납땜은 금속의 산화 제거에 효과적인 반면 무기산 플럭스는 부식성 잔류물을 미리 제거해야 합니다. 따라서 무기산 플럭스의 사용은 비전기적 PCB 납땜을 도울 수 있습니다. 결국, 이러한 모든 플럭스는 세척 요소이며 납땜 개선을 위해 산화를 방지합니다.
4) 납
PCB에 사용되는 납은 구성에 따라 4가지 유형이 있습니다.
4-1) 납 합금 땜납
이들은 융점이 180에서 1900 °C 사이이기 때문에 연질 땜납입니다. 이 낮은 융점은 주석이 납과 60:40의 비율로 혼합되어 달성됩니다. 주석은 인장 강도와 전단 강도를 증가시키기 때문에 합금으로 작용합니다.
4-2) 무연 솔더
납의 독성 특성으로 인해 건강한 환경을 위해 납 사용을 피하는 것이 좋습니다. 이 유형의 땜납에는 납이 없습니다. 무연 솔더는 납 합금 솔더보다 비교적 높은 융점을 가지고 있습니다.
4-3) 플럭스 코어 솔더
플럭스는 솔더 와이어의 형태로 존재하며 솔더링 공정에는 금속 표면의 청소가 포함됩니다. 산화된 층을 제거합니다. 이 땜납은 또한 땜납의 습윤 특성을 향상시킵니다. 플럭스의 경우 로진은 일반적으로 플럭스로 사용되며 산성 코어는 금속 및 배관을 결합하는 데 사용됩니다.
4-4) 은 합금 땜납
은 함량은 서로 다른 비율의 합금 혼합물에 존재합니다. 이 유형의 합금은 납 기반 또는 무연입니다. 땜납에는 은도금의 은이 포함되어 있습니다. 땜납 비용은 합금에 존재하는 은 비율에 따라 다릅니다.
4. PCB 납땜 공정의 종류
납땜은 전기 부품이 회로 기판에 결합될 때 인쇄 회로 기판 설계를 위한 실용적인 조인트를 만듭니다. 납땜 공정은 필요한 회로 연결을 만들고 전기 연결을 제공합니다. 다음은 주요 PCB 납땜 공정입니다.
1) 핸드 솔더링
핸드 솔더링은 납땜 인두를 사용하는 수동 프로세스입니다. 이 공정은 다른 공정에 비해 낮은 범위에서 땜납의 가열과 용융이 필요합니다. 따라서 소프트 솔더링은 솔더링 방법을 선호합니다. 수동 납땜은 좋은 품질의 보드를 유지하기 위해 적절한 기술과 연습이 필요합니다. 그러나 이 프로세스는 더 높은 온도, 무거운 하중 지지 연결 및 더 강한 접합부에는 적용되지 않습니다.
2) 리플로 솔더링
리플로 솔더링은 부품이 땜납을 예열하고 녹여서 수행됩니다. 땜납의 리플로우는 이 공정에 사용되는 땜납 조인트를 제공합니다. 또한 PCB 납땜의 기계적 방법으로도 알려져 있습니다. 이 과정은 예열, 열 담그기, 리플로우 납땜 및 냉각으로 진행됩니다. 이 프로세스는 주로 소규모 납땜 요구 사항에 사용됩니다. 이 프로세스는 쉽지만 간단한 보드 및 대규모 제조에만 적합합니다.
3) 웨이브 솔더링
웨이브 솔더링은 현저한시기에 대량 납땜 회로 기판에 적용 할 수 있습니다. 기계는 납땜을위한 파동을 만드는 데 사용됩니다. 리플로우 솔더링과 마찬가지로 이 프로세스에는 예열, 웨이브 솔더링 및 냉각 단계가 포함되지만 처음에는 금속 표면 청소를 위한 플럭스 스프레이로 시작되었습니다.
5. 납땜 팁 및 기술
납땜 중 최상의 접촉을 위해 납땜 인두 팁은 다양한 크기와 모양으로 제공되며 대부분의 팁에는 끌 또는 원뿔 형태가 있습니다. 모양이 대부분 개인적인 의견이기 때문에 가장 적합한 품종에 대해 선택됩니다.
인접 구성 요소를 방해하지 않고 납땜 접합부에 배치할 수 있도록 팁의 크기를 선택할 수 있습니다. 땜납이 녹고 올바르게 흐르려면 조인트에 적절한 열을 전달하기 위해 더 큰 팁이 필요합니다.
1) 팁 세척 및 오염
팁이 오염되면 팁에서 조인트까지 열전도가 발생하지 않을 수 있습니다. 산화되거나 연소된 플럭스에 노출된 땜납은 이러한 오염을 생성할 수 있습니다. 팁 클리너는 최상의 열 접촉을 보장하기 위해 팁을 청소해야 합니다. 젖은 스폰지와 황동 와이어 울은 두 종류입니다.
이 기술의 결과로 팁 온도가 잠시 떨어질 수 있습니다. 마지막으로, 기계적 마모를 사용하여 오염된 땜납을 황동 와이어 울에 연결하여 오염을 제거할 수 있습니다.
2) 안전
가열된 땜납은 연기를 방출하여 건강에 좋지 않을 수 있습니다. 환기가 잘 되는 작업 공간은 가끔 납땜하는 데 허용되지만 장기간 또는 자주 노출될 경우 흄 추출기가 있어야 합니다. 솔더 플럭스로 인해 솔더가 튄 수 있으므로 납땜할 때 보안경을 착용해야 합니다.
3) 열
비교적 낮은 녹는점을 가지고 있음에도 불구하고 땜납은 사람이나 물체를 심하게 태울 수 있을 만큼 충분히 뜨겁습니다. 납땜 인두가 켜져 있을 때는 절연 손잡이만 잡고 가열된 요소나 팁을 만지지 않아야 합니다. 전원을 끈 후에도 납땜 인두는 여전히 뜨거우므로 취급하기 전에 차가운지 확인하십시오.
- 우발적인 접촉을 방지하고 가열을 방지하거나 벤치탑과 같은 다른 물건을 태우기 위해 사용하지 않는 동안에는 항상 납땜 인두를 지정된 홀더에 넣으십시오.
- 표면 실장 납땜을 위해 핫플레이트를 사용하는 동안 핫플레이트를 만지지 마십시오.
- 핫플레이트에서 PCB를 배치하고 제거하려면 플라이어와 같은 도구를 사용하십시오.
- 납땜, 납땜 제거 또는 재작업을 위해 뜨거운 공기 도구를 사용할 때 뜨거운 공기 흐름이 자신이나 다른 사람에게 향하지 않도록 하십시오.
- 기구를 다루거나 사용하기 전에 오븐을 사용하는 경우 PCB 솔더를 식히십시오.
- 온도에 민감한 표면에 뜨거운 PCB를 놓지 마십시오.
- 화상을 입었을 때는 화상 부위를 흐르는 시원한 물에 몇 분 동안 담갔다가 화상이 심하면 도움을 청하십시오.
- 인시던트를 보고하는 것은 좋은 생각입니다.
4) 독성 물질
납은 납이 함유된 땜납에 존재하는 위험한 물질입니다. 이러한 유형의 땜납을 사용하려면 취급해야 할 수 있으며, 이는 피부 오염의 위험을 증가시킵니다. 납이 피부를 통해 직접 흡수될 가능성은 거의 없지만 피부가 오염된 상태에서 식품을 취급하여 전달되면 여전히 섭취될 수 있습니다. 음식을 취급하거나 섭취하기 전에 항상 손을 철저히 씻으십시오.
납땜 중에 가열되면 솔더 플럭스는 섭취할 경우 위험할 수 있는 연기를 방출합니다. 연기 흡입을 방지하려면 연기 추출기를 사용하십시오.
5) 스패터링
가열하면 플럭스와 땜납이 튀거나 튀길 수 있습니다. 납땜할 때는 눈을 보호하기 위해 항상 보안경을 착용하십시오. 전기 납땜 인두는 플러그인 품목이며 안전 스탠드 또는 홀더를 준수해야 합니다.
6) 전기 안전
전기 납땜 인두와 같은 플러그인 장치에는 전류 안전 테스트 스티커가 필요합니다. 이 테스트는 납땜 인두가 전기 안전 규정을 준수하고 양호한 상태인지 확인합니다. 사용하기 전에 납땜 인두를 주의 깊게 검사하여 노출된 도체, 리드의 용융된 절연체 또는 파손되거나 금이 간 핸들과 같은 눈에 띄는 결함이 없는지 확인해야 합니다.
팁과 발열체는 전기 안전을 위해 접지된 두 개의 노출된 금속 부품입니다. 전류가 흐르는 장비에 납땜하지 마십시오. 접지된 팁과 접촉하면 납땜 인두 또는 장비 손상이 발생할 수 있습니다.
6. PCB 납땜 단계
PCB 납땜의 중요한 단계는 다음과 같습니다.
1) 솔더 아이언 준비
솔더 아이언에 적절한 열 전달을 준비합니다. 팁의 최대 한계까지 가해진 열은 팁을 녹입니다. 효과적인 열 전달 과정을 위해서는 팁에 적절한 코팅이 필요합니다. 이렇게 하면 팁에서 플럭스가 응고되는 것을 방지할 수 있습니다.
2) 표면 처리
납땜하기 전에 표면이 깔끔하고 깨끗해야 합니다. 적절한 납땜을 보장하려면 표면을 적절하게 청소해야 합니다.
3) 부품 배치
배치는 적절해야 하며 위치도 정확해야 합니다. 따라서 문제 없이 납땜을 완료하려면 구성 요소를 올바르게 배치하는 것이 중요합니다.
4) 가열
가열된 인두 팁은 열을 전달하여 땜납을 녹여야 합니다. 땜납이 달라붙지 않도록 하기 위해 열 균형도 필요합니다. 과열은 적절한 점검이 필요하며 필요한 경우 적시에 냉각하고 주의를 기울여 피하십시오.
5) Solder and Cooling을 이용한 조인트 형성
그런 다음 가열된 팁을 땜납에 적용하고 가열 및 냉각으로 조인트를 천천히 형성합니다. 땜납 재료는 열을 사용하여 용융됩니다. 또한 고품질 납땜을 위해 간격과 다리미 제거의 균형을 맞춰야 합니다. 용융 된 땜납의 냉각은 조인트를 형성합니다.
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