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RoHS 준수 어셈블리에서 증기 위상 vs. 대류방식 리플로우 |
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작성자 Dan Coada, EPIC Technologies
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2010/01/11, 월요일 |
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CM(계약에 따른 제조) 업계는 기존 납을 이용한 솔더링 방식에서 무연 솔더링으로 급속하게 전환하고 있는 추세이다. 납 공정에서 무연 부품이 출시될 것으로 예상되며, 이러한 변화는 아무도 멈출 수 없는 기정 사실이 되고 있다. 엔지니어링 및 품질 분야와 관련해 이와 같은 과제는 지대한 관심을 요하며, 면밀하고, 조심스러운 접근이 필요하다. EMS 공급업체는 부품 공급업체에 의존하여 부품종단 상에서 자사 솔더링 공정까지 무연으로의 전환이 실현되고 있음을 보증하지만, 이와 같은 전환 작업은 거의 이루어지지 않고 있다. 부품 종단의 변화는 무연 종단에 대한 솔더의 웻팅(wetting) 공정이 적합하게 구현될 수 있도록 솔더 프로파일과 플럭스 화학재에 대한 추가적인 변경을 요구한다. 대류방식 리플로우에서 사용하는 질소는 선택사항이라기 보다는 필요사항이 되고 있지만, 질소는 비용이 많이 든다.
증기위상(VP: Vapor phase) 리플로우는 무연으로 전환되는 단계에서 대류방식에 비해 이점을 제공한다. 열 전달의 비활성 환경 및 일관성으로 인해 VP는 무연 부품 종단에 대해 비교적 여유가 있다. 비활성, 무세척 플럭스 화학재는 대류방식 리플로우 공정에서 고활성 플럭스를 요구하는 무연 종단 솔더링에도 적합한 것으로 판명됐다. VP 리플로우의 또 다른 이점은 더 낮은 공정 온도이다. 대류 방식 또는 IR 공정에서 온도는 부품 수준에서 245 ~265oC 범위에 도달할 수 있다. VP 온도는 무연 공정에 대해 230~240 oC범위에서 선택될 수 있다. 더 낮은 온도는 비용이 많이 드는 FR406보다 표준 FR 기판 소재를 사용할 수 있도록 한다. 더 높은 온도의 기판 소재는 PCB에 10-15%의 비용을 추가할 수 있다. VP는 또한 열 평형상태가 양호하기 때문에 커넥터와 같은 부품의 대량 생산 시 공정상의 이점을 제공한다. 본 고에서는 RoHS 준수 공정에서 각 기술의 장점과 단점에 대해 살펴보고, 공정상의 이슈와 관련해 DFM(design for manufacturing) 문제에 대해 집중적으로 다루고자 한다.
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