솔더 플럭스에 대한 궁극적 가이드

회로 기판을 조립할 때 도구와 솔더링은 안정적이고 내구성이 뛰어난 전자 장치를 만드는 데 필요한 도구의 일부일 뿐입니다. 전자 부품과 PCB 표면을 준비하는 데 중요한 역할을 하는 것 외에도 플럭스는 솔더 흐름을 돕고, 금속을 패드와 부품 다리에 접착하여 서로 융합하는 데 도움을 주며, 성공을 위한 또 다른 중요한 성분입니다. 

본 포괄적인 가이드를 통해 솔더 플럭스의 유형과 응용 분야부터 고급 기술에 이르기까지 솔더 플럭스의 모든 것을 안내해 드립니다.

 

솔더 플럭스란 무엇입니까? 

솔더 플럭스는 솔더링 공정의 효율성과 효과를 향상시키기 위해 솔더링에 사용되는 화학 물질입니다. 이는 전자 부품이나 기타 재료를 솔더링하는 동안 몇 가지 중요한 기능을 수행합니다. 솔더 플럭스의 주요 목적은 솔더의 흐름을 촉진하고 솔더와 결합되는 표면 사이에 강력하고 안정적인 결합을 형성하는 것입니다.
 

솔더링에서 플럭스의 목적은 무엇입니까? 

주석 처리되지 않은 패드와 플럭스 없이 PCB에 부품을 솔더링해 본 경험이 있는 사람이라면 누구나 이 공정과 관련된 문제를 이해하게 될 것입니다. 솔더는 패드나 부품에 접착하는 데 어려움을 겪는 경향이 있으며, 접착하더라도 결과적으로 솔더 조인트는 부서지기 쉽고 품질이 좋지 않습니다. 여러 가지 요인이 이러한 문제에 영향을 미칩니다. 예를 들어, PCB의 구리 패드는 에칭 공정 후 공기에 노출되는 즉시 산화되기 시작합니다. 이 얇은 산화층은 표면에 축적되어 구리에 대한 적절한 솔더링 접착을 방해합니다.
 
또한 다양한 솔더 구성으로 인해 솔더가 구리 또는 금도금 부품 다리에 효과적으로 접착되기 어려울 수 있습니다.
 
이것이 바로 플럭스가 중요한 부분입니다. 화학 제품인 Flux는 산화를 제거하고 표면 습윤을 촉진하여 PCB의 표면을 준비하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 또한 플럭스는 PCB 패드와 구성 요소 다리 사이에 진정한 금속 결합 생성을 촉진합니다. 

이를 통해 열적, 물리적 스트레스를 받는 경우에도 솔더 조인트가 손상되지 않은 상태로 유지됩니다. 중요한 점은 플럭스가 고열 솔더링 공정 중 새로운 산화 형성에 대한 예방 조치 역할을 한다는 것입니다. 이는 일반적으로 산화 공정을 가속화합니다. 요약하면, 플럭스는 솔더링 성능을 향상시키고, 안정적인 접착을 촉진하며, 솔더링 공정 중 유해한 산화 형성을 방지하는 데 필수적입니다.
 

전자제품의 솔더링 플럭스 유형

 솔더와 마찬가지로 전자제품 조립에 일반적으로 사용되는 플럭스 유형은 이를 생성하는 데 사용되는 기본 화학 물질을 기준으로 구별할 수 있습니다. 주요 카테고리는 로진 기반 플럭스, 무세정 플럭스, 수용성 플럭스입니다. 또한 플럭스는 스프레이, 액체, 페이스트 또는 솔더 내에 내장된 코어와 같은 전달 형태에 따라 분류될 수 있습니다.

 

1.로진 기반 플럭스

로진 기반 플럭스는 소나무 수액으로 제조되며 종종 이소프로필 알코올과 같은 용매에 용해됩니다. 생성된 생성물은 약산성이어서 축적된 잔해의 용해와 산화를 돕습니다. 초기 상태에서는 R형 로진 플럭스라고 합니다. 제조업체는 산 활성화제를 추가하여 공격성을 강화할 수 있으며, 특히 무연 솔더와 같이 더 높은 온도에서 솔더링할 때 더 무거운 산화막을 용해하는 데 더 효과적으로 만들 수 있습니다. 활성화 정도에 따라 RMA(약하게 활성화된 로진)와 RA(로진 활성화)로 분류됩니다. 산성 특성으로 인해 R형 로진 플럭스는 시간 경과에 따른 부식을 방지하기 위해 조립 후 PCB에서 청소해야 합니다.

2. 무세정 플럭스

무세정 플럭스는 본질적으로 활성화가 최소화된 로진 플럭스이므로 조립 후 화학적 제거가 필요하지 않습니다. 그러나 산도 감소로 인해 이 플럭스는 솔더링용 표면 준비에 덜 효율적이며 고온 응용 분야에는 적합하지 않을 수 있습니다. 세척이 필수는 아니지만 여전히 권장됩니다. 세척하지 않은 플럭스는 먼지를 끌어당길 수 있는 끈적한 잔여물을 남겨서 시간이 지남에 따라 민감한 구성 요소의 하드웨어 고장을 일으킬 수 있기 때문입니다.

 

3.수용성 플럭스

수용성 플럭스는 합성수지를 사용하여 무세정 플럭스와 R형 플럭스의 밸런스를 맞춘 제품입니다. 깨끗한 솔더링 표면을 효과적으로 준비할 수 있을 만큼 부식성이 남아 있습니다. 조립 후에는 화학 용제 대신 탈이온수를 사용하여 보드를 헹구어야 하므로 덜 지저분하고 비용 효율적인 청소 프로세스가 가능합니다. 일부 수용성 플럭스 제제는 대부분 수성이므로 솔더링 중 유해한 방출을 줄이고 작업자에게 보다 안전한 환경을 조성합니다.

 

 

솔더 플럭스를 사용하는 방법? 

솔더링 플럭스를 PCB 어셈블리에 통합하는 것은 단순한 모범 사례가 아니라 견고하고 안정적인 연결을 위해 필수적입니다. 올바르게 수행하는 방법은 다음과 같습니다.
 
1단계: 플럭스 선택
먼저 PCB를 검사하십시오. 단면인가요, 양면인가요, 아니면 다층인가요? 웨이브 솔더링, 핸드 솔더링, SMT 중 어떤 솔더링 방법을 사용하시겠습니까? 귀하의 답변은 플럭스 선택을 안내하여 프로젝트에 가장 적합한 플럭스를 결정하는 데 도움이 됩니다.
 
2단계: 청소
솔더링을 시작하기 전에 모든 표면 불순물을 제거하십시오. PCB 패드와 구성 요소 터미널에 적절한 용제를 묻혀 불필요한 입자와 산화물을 제거하십시오.
 
3단계: 플럭스 도포
표면이 깨끗하고 다음 단계는 플럭스를 도포하는 것입니다. 안정된 손을 사용하여 솔더링할 부위에 균일한 층을 펴십시오.
 

4단계: 가열
하기 솔더링 인두의 전원을 켤 시간입니다. 최적의 작동 온도에 도달하도록 하십시오. 그런 다음 팁을 플럭스로 덮인 패드에 대십시오. 이 단계는 플럭스를 활성화하고 잔여 산화 영역을 제거하여 솔더링을 위한 단계를 설정합니다.
 
5단계: 솔더 실행
활성화된 플럭스 레이어로 이제 시작입니다. 솔더 와이어를 조인트에 삽입하고 PCB 패드와 부품 다리를 모두 덮을 수 있도록 원활하게 흐르는지 확인하세요. 목표? 견고하고 흔들리지 않는 연결.
 
6단계: 장면 청소
솔더링은 지저분할 수 있으며 남은 플럭스 잔여물은 PCB 성능을 저하시킬 수 있습니다. 비세정 플럭스의 경우 청소가 필수적입니다. 적절한 용제를 사용하여 모든 잔류물을 제거하여 깨끗하고 기능적인 PCB를 보장합니다.
 
결론적으로 PCB 어셈블리에서 솔더 플럭스의 필수적인 역할을 강조하는 것이 중요합니다. 단순한 청소기가 아닙니다. 그것은 성능 향상제입니다. 전기 접점에서 산화물을 제거하고 PCB 표면을 준비함으로써 솔더 플럭스는 견고한 금속 간 결합을 위한 토대를 마련합니다.
 

 

플럭스의 단점

예열구간에서, 용매가 증발함에 따라 플럭스에 버블이 나타납니다. 하지만 이 단계에서는 튀는 현상이 발생하지 않습니다.
멜팅구간에서, 솔더 입자가 만나 즉시 합쳐집니다. 땜납에 갇힌 플럭스는 용융된 땜납의 내부 압력이 증가하여 배출됩니다.
멜팅구간이 지나면, 플럭스 가스는 계속해서 공극으로 생성되어 커집니다. 용융된 땜납 밖으로 배출될 때 땜납과 함께 플럭스나 플럭스가 튀게 됩니다.

여기서 솔더 튐이 발생하며, 빠져 나오지 못한 플럭스는 품질에 많은 문제를 야기시키는 Void가 됩니다.

일반 리플로우 솔더링에서는 Void의 발생을 막을 수 없습니다. 보통 Whole Void 비율은 15~25%가 발생됩니다.

 

 

청소

세척하지 않은 플럭스는 하드웨어 고장, 오작동, 부식성등 여러가지 문제를 야기시킵니다.  

플럭스를 사용 시, 세척단계가 필요하다는 점이 단점입니다. 무세척 플럭스도 먼지를 끌어당길 수 있는 끈적한 잔여물을 남겨서 시간이 지남에 따라 민감한 구성 요소의 하드웨어 고장을 일으킬 수 있기 때문에 세척이 권장됩니다.

 

부식성이 남아 있습니다

플럭스의 잔여물의 흡습성 특징은 전자회로 기판의 테스트 접점에 축적된 절연 잔류물로 인해 테스트 장비의 간섭을 발생시킵니다.

 

인화성

대부분의 플럭스 세척제는 인화성이 있으므로, 열원에서 분리하여 관리 및 사용해야합니다.

 

전도성

일부 플럭스를 적절하게 세척하지 않으면, 솔더링 이후에도 전도성을 유지하여, 임피던스가 높은 회로에서 무작위로 오작동을 발생시킵니다.  특히나, 회로 간격이 매우 좁은 기판의 경우, 미세누설 전류가 흘러 단락될 수 있습니다.

 

하드웨어 고장

플럭스가 잘 세척이 되지 않으면, 먼지를 끌어당길 수 있는 끈적한 잔여물을 남겨서 시간이 지남에 따라 민감한 구성 요소의 하드웨어 고장을 일으킬 수 있기 때문입니다.

 

유해물질

솔더링 시에 방출되는 흄은 건강에 부정적인 영향일 미치며, 가공 시, 휘발성 유기 화합물이 화력을 발생할 수 있습니다.

 

세척비용

보드의 후처리에 필요한 용제는 비용이 많이 들고, 환경에 악영향을 끼칠 수 있습니다.

플럭스를 솔더링 하는 장비도 플럭스의 잔여물이 장비 챔버 내부를 오염시켜,  효율을 떨어뜨리고, 고장을 유발하므로, 정기적 청소가 필요합니다.

 

EMS 제공업체와 협력할 때 올바른 흐름이 결과에 큰 영향을 미칠 수 있다는 점을 명심하세요. 선택은 재료 호환성부터 장기적인 신뢰성까지 모든 것에 영향을 미칩니다. 내구성이 뛰어나고 성능이 뛰어난 PCB를 만들기 위해 솔더링 결과를 현명하게 선택하십시오.

 

 

 

 

 

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