특집 플럭스잔류물의효율적제거를위한코팅 & 세정기술 비교세척테스트로고주파 PCB 의수세척공정개선 < 水 > 최근전자부품분야의한제조업체는기존의계면활성제를이용하는세척공정을자동화된수세척공정으로대체했다. 그결과플럭스잔사와솔더볼을완전히제거하는것은물론완전자동화된 4챔버세척장비로보다

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쳥아 곽
5 years ago
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1 특집 플럭스 잔류물의 효율적 제거를 위한 코팅 & 세정 기술 세척과 코팅은 PCB 제조 과정 중에 발생하는 해로운 오염물질을 제거 및 방지하기 위한 전자제조 프로세스의 핵심 공정이다. 그러나 고성능 고신뢰성 기판을 요구하는 소비자 요구에 부응해 세정 및 코팅 기술은 급변하고 다양해지고 있기 때문에 이 중에서 적절한 방법을 선택하는 것은 점차 어려워지고 있다. 따라서 이번 호에서는 이 같은 기술의 올바른 선택을 돕기 위해 OA 플럭스 잔류물을 효과적으로 제거하기 위한 비교 세척 및 테스트 방법 그리고 컨포멀 코팅에 대한 국제 규격 및 그 검사 프로세스를 자세히 살펴본다. 02 비교 세척 테스트로 고주파 PCB의 수세척 공정 개선 06 컨포멀 코팅을 위한 IPC 국제 규격과 자동 검사 프로세스 10 OA 플럭스 잔류물의 제어를 위한 비교 세척법

특집 플럭스잔류물의효율적제거를위한코팅 & 세정기술 비교세척테스트로고주파 PCB 의수세척공정개선 < 水 > 최근전자부품분야의한제조업체는기존의계면활성제를이용하는세척공정을자동화된수세척공정으로대체했다. 그결과플럭스잔사와솔더볼을완전히제거하는것은물론완전자동화된 4챔버세척장비로보다많은산출량생산이가능해졌다.

2 특집 플럭스잔류물의효율적제거를위한코팅 & 세정기술 비교세척테스트로고주파 PCB 의수세척공정개선 < 水 > 최근전자부품분야의한제조업체는기존의계면활성제를이용하는세척공정을자동화된수세척공정으로대체했다. 그결과플럭스잔사와솔더볼을완전히제거하는것은물론완전자동화된 4챔버세척장비로보다많은산출량생산이가능해졌다. 이글에서는이러한장비를선택하기에앞서기존의계면활성제세척공정의문제점을파악하고, 다양한세척시스템의비교테스트를통해최적의시스템을적절히채택하는방법을실제사례를통해보여준다. 최준영 HC corporation 현재유럽전자부품분야에서선두적인위치를차지하고있는한제조업체는기존의전통적인계면활성제 (surfactant) 세척공정을최첨단의 100% 자동화된수세척 (water-based Cleanign) 공정으로대체했다. 이는고주파 PCB 어셈블리세척에대한고객의높은요구사항에부응하기위함이었다. 이업체는전자부품제조분야에서 10년이상동안고속성장을기록해온업체로, 초창기에는주로틈새시장공략에만집중했으나지금은제조분야의유럽선두업체로성장했다. 이기간동안제품수명에대한최고의신뢰성을보장하기위해이업체는생산초기단계부터세척공정을도입하는방법을시도했다. 또한이와함께진행된수년간에걸친사업확장으로인해이들의고객층과제품범위는광범위하게확대됐으며, 그결과현재가동중인세척공정에대한수요역시증가했다. 따라서이업체는전반적으로기존의전통적인세척공정을최신세척공정으로단계적으로전환해나가기로결정했다. 그림 1. Zestron 의기술센터 2

3 기존의계면활성제세척공정의한계 기존의세척공정을살펴보면, 초음파발진기가장착된첫번째단계에서는주로알칼리성계면활성제가세척제로사용됐다. 그다음에는잔류세척액및플럭스잔사제거를위한 1차및 2차린스가실시됐으며, 공정최종단계로는열풍건조가실행됐다. 하지만이러한세척공정을사용할경우, 세척후에도기판에남아있는플럭스잔사때문에최종고객들로부터요구된세척관련품질기준을충족시킬수없는사례가많았다. 게다가이를개선하기위한몇번의공정최적화시도에도불구하고이같은세척결과는바뀌지않아고객들의요구를충족시키는데많은어려움이있었다. 이러한상황에서본업체는기존의계면활성제세척공정을대체할만한새로운세척공정의필요성을절감하고다음의요건들을충족시킬수있는새로운세척공정의도입을시도했다. 솔더볼과플럭스잔사를완전히제거해고객의요구를충족시킨다. 새로운세척공정은, 현재뿐만아니라향후생산품목에도부합될수있도록완전히자동화돼야한다. 환경 / 안전적문제가없어야한다. 신규프로젝트착수 앞에서설명한요건들을달성하기위해공정기술매니저의참여하에새로운세척설비의설치를목표로하는신규프로젝트가진행됐다. 이프로젝트의개선사항에는품질기준준수뿐만아니라장비와공정개선까지도포함됐다. 결국, 새로운세척설비의최종목표는기존의 PCB 세척장비를활용해, 우수한세척결과를달성하는것은물론작동하기쉬운공정법으로대체하는것이었다. 이러한신규프로젝트활동을지원하기위해기존세척장비업체들에대한연구조사도동시에실시됐는데, 이는무역전시회, 워크샵, 유통시설방문등을통해이루어졌다. 이과정에서담당공정기술매니저는독일 Zestron사의기술센터를방문하는것이이프로젝트에착수하는데있어상당히유익한시작포인트가될것으로판단했다. 기술센터에서실시된비교세척테스트 Zestron 의기술센터를방문한공정기술매니저는담당엔지니어로부터기술지원을받았다. 우선공정요건을세밀히분석한후, 단조세척기와복수조세척기그리고스프레이와초음파시스템을포함하는여러가지방식에대한설명을들었다. 다음에는이같은설명을바탕으로세척실험을실시하기위해, 다음의세가지세척시스템을최종적으로채택했다. A. One chamber spray-in-air (SIA) dish washer system B. Four chamber dip tank machine with both ultrasonic (US) and spray-under-immersion(sui) agitation C. Four chamber dip tank machine with spray-in-air (SIA) cleaning and spray-under-immersion(sui) rinsing 이를활용해실시된각시스템의비교테스트조건은표 1에자세히나타낸다. 더불어각각의세척테스트결과는 Zestron사의분석센터에서즉시평가되었는데, 그결과를정리한것은표 2에서확인할수있다. 그결과를자세히살펴보면첫번째세척테스트의경우, 플럭스잔사는 dish washer system으로완전히제거된것으로나타났다. 이테스트는전체테스트중에서가장오랜시간이걸리기는했지만, 장비는가장우수한건조능력을보여주었다. 하지만리플로 표 1. 비교테스트상세내역 Cleaning Systems A. 1chamber spray-in-air dishwasher system B. 4chamber dip tank machine wiht ultrasonic/spray-under-immersion C. Four chamber machine with direct spray-in-air/spray-under-immersion Cleaning time/ /Agitation 5Min./50 /SIA* 5Min./50 /SUI**, US*** 5Min./50 /SIA* Pre-rinsing time/ 1Min./RT/SIA* 5Min./RT/SUI** 5Min./RT/SUI** Fine-rinsing time/ 2Min./50 /SIA* 5Min./RT/SUI** 5Min./RT/SUI** Drying time/ 30Min./115 5Min./90 5Min./90 표면실장기술

특집 플럭스잔류물의효율적제거를위한코팅 & 세정기술 우공정으로부터적용된솔더볼은완전히제거되지는않았다. 따라서이세척기계 ( 공정 ) 는향후에개선하기로하고, 일단대상에서는배제시켰다. 두번째세척테스트의경우는 ultrasonic과 spray underim-mersion 기능이모두장착된 four chamber dip tank 시스템이사용됐다.

세번째세척테스트는 four chamber machine을사용해 spray-inair와 spray-under-immersion 형식으로실시됐다. 구체적으로이프로세스는 dip tank machine과유사한방식인세정, 사전린스, 최종린스, 건조과정으로실시됐다.

4 특집 플럭스잔류물의효율적제거를위한코팅 & 세정기술 우공정으로부터적용된솔더볼은완전히제거되지는않았다. 따라서이세척기계 ( 공정 ) 는향후에개선하기로하고, 일단대상에서는배제시켰다. 두번째세척테스트의경우는 ultrasonic과 spray underim-mersion 기능이모두장착된 four chamber dip tank 시스템이사용됐다. 이시스템을사용했을때담당매니저는세척품질관점에서가장양호한결과를얻었기때문에향후에보다높은산출량을충족시킬수있는가능성이있다고판단했다. 이두번째시스템은세정, 사전린스, 최종린스, 건조챔버의 4가지싱글탱크 (Single Tank) 로구성된다. 또한다량의 PCB를한꺼번에꽂아놓을수있는매거진을각각의탱크에동시에 투입및가동시킬수있으므로, 단조세척기에비해보다많은산출량을확보할수있다. 세번째세척테스트는 four chamber machine을사용해 spray-inair와 spray-under-immersion 형식으로실시됐다. 구체적으로이프로세스는 dip tank machine과유사한방식인세정, 사전린스, 최종린스, 건조과정으로실시됐다. 하지만공정의세정단계에는 spray-in-air 가, 사전린스, 최종린스단계에는 sprayunder immersion 이구분되어적용됐다. 이시스템은완전자동화가가능하기때문에, 솔더볼뿐만아니라플럭스잔사제거또한완벽하게실시할수있다. 또한건조도최적화된 air flow system 으로인해양호한결과를나타냈다. 제조측면에서의새로운세척공정 이러한테스트결과, 세번째세척테스트에서만족할만한결과가관찰돼 spray-in-air와 spray-underimmersion으로구성된 four chamber 세척장비를구매하기로최종결정했다. 이장비를통해제공된세척공정의완전자동화는통합된터치스크린메뉴를통해지원되며, 이를사용할경우작업자는모든프로세스단계에간단히접근할수있어, 특히세척, 린스, 건조단계에서아주중요한영향을미치는온도와시간의세팅값에개별적으로접근할수있다. 또한이장비의챔버양쪽에는 spray 표 2. Zestron 기술센터에서실시된비교테스트의결과개요 Cleaning Systems A. 1chamber spray-in-air dishwasher system B. 4chamber dip tank machine wiht ultrasonic/spray-under-immersion C. Four chamber machine with direct spray-in-air/spray-under-immersion Flux removal Completely removed Completely removed Completely removed Removal of solder ball formations Few solder balls remaining Few solder balls remaining Solder balls completely removed Drying of HF assemblies Completely dry Parts slightly wet Completely dry 그림 2. 세정전기판사진 ( 솔더볼관찰됨 ) 그림 3. 표 2(c) 의 4chamber spry-in-a machine으로세정된이후의기판 ( 솔더볼완전히제거됨 ) 4

arms가장착돼있는데, 실제적으로는 spray jet가오른쪽측면에서부터기판을세척하게된다. 여기에 3.5bar의스프레이압력을적용하면, PCB 어셈블리의솔더볼뿐만아니라모든플럭스잔사들까지도완전히제거할수있다. 이때세척액으로는수용성타입인 vigon A 250이사용됐다. 이러한세척다음단계로는 sprayunder-immersion 형태를사용해사전린스와최종린스가실시된다.

5 arms가장착돼있는데, 실제적으로는 spray jet가오른쪽측면에서부터기판을세척하게된다. 여기에 3.5bar의스프레이압력을적용하면, PCB 어셈블리의솔더볼뿐만아니라모든플럭스잔사들까지도완전히제거할수있다. 이때세척액으로는수용성타입인 vigon A 250이사용됐다. 이러한세척다음단계로는 sprayunder-immersion 형태를사용해사전린스와최종린스가실시된다. 이경우양쪽린스존에는이른바 water treatment 시스템이장착돼있는데, 이장치는활성탄및이온교환수지로구성되어있다. 이는지속적으로물을필터링해, 항상깨끗한물이헹굼작업에제공되도록지원한다. 이때사용되는헹굼물의품질은항상기판에대한엄격한세척요구도를충족시키는척도가되므로중요하다. 린스후에는기판위에남아있는물이건조챔버에서열풍으로제거된다. 결론 유럽에서선두적인위치를차지하고있는어느전자부품제조업체는최근새로운세척공정을도입했다. 이새로 그림 4. Spray-in-air cleaning과 spray-under-immersion rinsing으로구성된 4chamber cleaning machine의모식도 운세척공정은기존의계면활성제세이후, 지난 3년간이업체의세척공정척공정과비교해여러가지장점을은아무런문제없이운영되고있으며, 제공하기때문에, 최종적으로고객들생산산출량요구조건을충족시키는의모든요구를충족시킬수있는세동시에작업자에게쉬운조작법을보척공정으로평가받고있다. 이공정증해주는것은물론완전한세척결과으로제공되는장점을요약하면다음를제공하는것으로입증됐다. 과같다. 이러한성공적인사례연구에서주 플럭스잔사와솔더볼완전제거의깊게살펴봐야하는것은세척담당 완전히자동화된 four-chamber 자가새로운세척공정을찾거나혹은세척장비를사용해, 산출량증가기존의것을개선시키고자할때, 전문 모든프로세스에대한완전한접업체의컨설팅이커다란영향을미친근성을가지는통합된터치스크린다는점이다. 즉, 이러한사례에서알메뉴로인해작업자들의조작용수있듯이전문업체의컨설팅은최적이해짐의세척솔루션에도달하기위한효과이와같은신규세척설비를설치한적인방법으로판단된다. <<< NEWS 한국몰렉스비방수형 NSCC 커넥터개발 한국몰렉스가커넥터전문기업 FCI에서개발한 SICMA 터미널시스템을사용하는자동차제조업체의수요에부응하기위해비방수형 NSCC 커넥터를개발했다. 이를위해개발된 NSCC 리셉터클은소형서킷크기의애플리케 이션에저비용의솔루션을제공한다. 일체형힌지 TPA 디자인은간편하고빠른하네스선택에도움을준다. 또한이제품의전력은고전도성합금소재의 1.50mm 또는 2.80mm 단자를통해전달되며견고하고투명한리셉터클단자로매끄러운결합이가능하다. 표면실장기술

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Æí¶÷4-¼Ö·ç¼Çc03ÖÁ¾š 솔루션 2006 454 2006 455 2006 456 2006 457 2006 458 2006 459 2006 460 솔루션 2006 462 2006 463 2006 464 2006 465 2006 466 솔루션 2006 468 2006 469 2006 470 2006 471 2006 472 2006 473 2006 474 2006 475 2006 476