질소 리플로우 솔더링이란? N2 솔더링

프로젝트에 자동차, 의료, 방위, 항공우주와 같은 중간 및 고급 부문의 애플리케이션이 포함되는 경우 인쇄 회로 기판 조립(PCBA) 중에 질소 리플로우를 선택하는 것이 중요합니다. 

하지만 전자 하드웨어 제조에 질소 리플로우 솔더링을 선택하는 이유는 무엇일까요? 

그리고 PCB 조립에 질소 리플로우를 우선시해야 하는 경우는 언제일까요? 

이 자세한 가이드를 통해 질소 리플로우 솔더링이 없어서는 안 될 이점과 상황을 알아보세요.

 

질소 리플로우 솔더링 이란 ?

 

리플로우 솔더링은 솔더 페이스트를 제어하여 가열하여 플럭스를 활성화하고 주석 합금 분말을 녹이는 것을 포함합니다. 이 플럭스는 주석 합금의 습윤을 용이하게 하여 PCB 패드와 표면 실장 장치와 결합할 수 있게 합니다. 솔더 페이스트가 가열되면 플럭스가 증발하여 녹은 주석 합금이 남습니다.

리플로우 솔더링 중에 녹은 주석 합금, 표면 마감 및 PCB 패드 사이에 화학 반응이 발생하여 금속간 화합물(IMC)이 형성됩니다. 원하는 최고 온도에 도달하여 약 40~70초 동안 유지되면 리플로우 프로세스가 완료됩니다.

질소 리플로우 솔더링에서 리플로우 프로세스는 순수한 질소 가스가 풍부한 환경에서 진행됩니다. 질소 리플로우 오븐은 일반적으로 99.99%의 질소 순도를 유지하며 8~12개의 온도 구역이 장착되어 있습니다.  GB/T 10565-1989 표준을 준수하는 질소 리플로우 솔더링은 오븐의 산소 함량이 4% 이하로 유지되도록 합니다.

질소 리플로우 오븐의 과도한 산소 수준은 납땜 품질과 열 변환 효율에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 게다가 표면 실장 기술(SMT) 제조 공정 중에 화재 위험을 초래합니다. 따라서 정밀한 제어를 유지하려면 질소 분위기는 질소 리플로우 솔더링 작업의 성공에 중요합니다.
 

질소 리플로우 솔더링 의 이점

  
일반 리플로우 솔더링과 비교했을 때, 질소 리플로우 솔더링은 더 나은 젖음성을 제공하고 솔더링 공정 중 산화를 방지합니다.

산화 방지: 질소는 리플로우 오븐에서 산소를 대체하여 솔더 합금과 금속 표면의 산화를 최소화합니다. 

이는 특히 노출된 구리 표면이 있는 부품의 경우 깨끗하고 안정적인 솔더 조인트를 보장하는 데 도움이 됩니다.

향상된 젖음: 질소는 부품 리드와 PCB 패드에 솔더 합금의 더 나은 젖음을 촉진하여 솔더 조인트 형성을 향상시키고 솔더 브리징 및 불충분한 솔더 젖음과 같은 결함의 위험을 줄입니다.

산화된 솔더 재료로 구성되어 질소 환경에서 최소화됩니다. 이로 인해 솔더 포트의 오염이 줄어들고 유지 관리 및 세척의 필요성이 줄어듭니다.

향상된 솔더 조인트 품질: 산소 함량이 낮은 제어된 분위기를 만들어 질소 리플로우 솔더링은 기계적 및 전기적 특성이 향상된 고품질의 보이드 없는 솔더 조인트 형성을 용이하게 합니다.
 

 
리플로우 솔더링의 단계

  
예열: 처음에 보드는 필요한 수준으로 온도를 높이기 위해 가열됩니다. 이 단계는 납땜 품질을 손상시킬 수 있는 모든 용매를 제거합니다.
 
열 흡수: 다음으로 솔더 페이스트 내의 플럭스가 활성화되면서 보드 전체에 균일한 열 분포가 보장됩니다.
 
리플로우 솔더링: 이 단계에서는 리플로우 오븐의 온도를 높여 솔더 페이스트를 녹이는 것을 용이하게 합니다. 보드는 이 온도를 유지하여 PCB와 부품 간의 적절한 습윤을 촉진합니다.
 
냉각: 마지막으로 보드는 기계적으로 견고한 납땜 접합을 형성하기 위해 급속 냉각을 거칩니다. 이는 연결의 무결성을 보장합니다.
 

 

질소 리플로우 솔더링을 사용하는 경우

  
리플로우 솔더링 중 산화는 특히 양면 PCB 및 산화되기 쉬운 부품의 경우 실패로 이어질 수 있습니다. 질소 리플로우 솔더링은 이러한 위험을 완화하는 솔루션을 제공합니다. PCB가 중간 및 고급 애플리케이션용으로 의도된 경우, 특히 양면이거나 산화되기 쉬운 부품이 있는 경우 PCB 조립을 위한 질소 리플로우 솔더링을 고려해야 합니다. 

양면 PCB 조립의 경우 첫 번째 및 두 번째 부품 장착 면은 별도의 리플로우 공정을 거칩니다. 두 번째 리플로우 동안 고온에서 산화가 첫 번째 면의 표면 마감 및 솔더에 영향을 미칠 위험이 있습니다. 질소 리플로우는 두 번째 면을 솔더링하는 동안 첫 번째 면의 산화를 방지하여 이러한 위험을 완화합니다. 

표면 실장 장치 (SMD) 또는 PCB의 습윤성이 좋지 않은 경우, 특히 프로토타입 어쎔블리 경우 질소 리플로우로 전환하는 것이 좋습니다. 질소 리플로우는 습윤성을 향상시켜 QFN의 습윤성 저하와 같은 문제를 해결합니다.

큰 풋프린트와 고밀도 볼 그리드 어레이(BGA)가 있는 부품의 경우 질소 리플로우는 적절한 납땜을 보장하여 솔더 보이드나 개방 회로의 발생을 최소화합니다. 이는 칩 스케일 패키지(CSP), 패키지 온 패키지(PoP), BGA, 직접 칩 부착(DCA), 플립 칩과 같은 부품에 특히 유용합니다.

또한 은, 니켈 또는 주석과 같이 산화되기 쉬운 재료로 도금된 핀이 있는 부품은 질소 리플로우의 이점을 얻을 수 있습니다. 질소 리플로우는 산소 접촉을 줄임으로써 납땜 품질을 보장하여 산화 관련 문제로부터 보호합니다.
 

PCBA 제조를 위한 원스톱 제공업체

  
표준 리플로우 솔더링 방법은 일반적인 애플리케이션에 충분합니다. 그러나 귀하의 제품이 자동차, 의료, 국방, 항공우주 등의 산업을 위한 제품이거나 PCB에 OSP 코팅이 있거나 양면인 경우 종합 PCBA 장비판매업체인 NamA은 PCBA 및 전자 제조를 위한 솔루션 제공업체 역할을 할 수 있습니다. 

원스톱 PCBA 판매업체인 NamA은 질소 리플로우 외에도 일반 리플로우 및 진공 리플로우 솔더링 옵션도 제공합니다.
SMT 조립: NamA 는 표면 실장 기술(SMT) 조립을 위한 질소 리플로우, 일반 리플로우, 진공 리플로우 솔더링 옵션을 수량 제한 없이 제공합니다.

 
PCB에 질소 리플로우가 필요한 경우 NamA에 프로젝트를 맡기면 만족을 얻을 수 있습니다.

견적 및 문의 사항이 있으시면 info@namasmt.com으로 이메일을 보내 NamA에 언제든지 문의해 주세요 .
 

결론

  
질소 리플로우 솔더링은 일반 리플로우 솔더링보다 발전된 기술로, 솔더링 공정 중 우수한 습윤성 및 산화 방지 기능을 제공합니다. 귀하의 프로젝트가 중급 및 고급 애플리케이션을 대상으로 하는 경우 장비전문판매업체인 NamA와 협력하면 프로세스를 간소화하고 시간, 에너지 및 비용을 절약하여 궁극적으로 성공할 수 있습니다!

 

 

 

 

 

 

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