기판에 실제로 존재하는 오염물질
네 가지 종류의 오염이 중요하며, 그 원인은 각기 다릅니다.
- 플럭스 잔류물. 페이스트, 웨이브 솔더링 또는 선택적 솔더링에서 발생합니다. 일부는 설계 단계(무세척 공정)에서 의도적으로 발생하고, 일부는 공정 조건에 따라 발생합니다.
- 이온 오염. 염과 활성제, 플럭스 잔류물 및 취급 과정에서 발생하는 오염물질입니다. 이러한 이온 오염물질이 전도성을 띠고 부식을 일으킵니다.
- 미립자. 솔더 볼, 먼지, 패널 분리 과정에서 발생하는 파편 등이 있습니다. 화학적 오염이 아닌 기계적 오염으로, 단락을 유발하고 결함을 가립니다.
- 공정 화학 물질. 제조 과정에서 발생하는 도금 및 마스크 잔류물, 세척수, 그리고 플렉서블 기판의 커버레이 또는 보강재에 사용되는 접착제 등이 오염물질입니다.
적절한 오염물질을 제거하지 못하는 세척 공정은 단순히 오염물질을 다른 곳으로 이동시킬 뿐입니다.
세 가지 해결 방법
무세척 페이스트와 프로파일을 선택하여 잔류물이 인체에 무해하도록 하고, 세척 단계를 생략합니다. 가장 빠르고 저렴한 방법이며, 건조한 환경에서 대부분의 디지털 기판에 적합합니다. 하지만 코팅 아래 또는 고임피던스 아날로그 회로에는 적합하지 않습니다.
수세척. 수용성 페이스트와 다단계 세척기를 사용합니다. 세척, 헹굼, 탈이온수로 헹굼, 건조 과정을 거칩니다. 이온 잔류물이나 플럭스가 부품 아래에 갇힌 미세 피치 패키지에 효과적입니다. 물에 강한 부품이 필요하며, 모든 릴레이, 부저, 센서 또는 라벨이 물에 강한 것은 아닙니다. 또한 건조 과정은 습관적으로 시간을 재는 것이 아니라 검증해야 합니다.
용제 또는 반수용액. 물에 노출될 수 없는 어셈블리 또는 특정 잔류물을 제거하는 데 사용합니다. 이 방법은 환기, 폐기물 처리 및 재료 호환성을 고려해야 합니다. 네 가지 오염원 중 두 가지(도금 잔류물과 마스크 잔류물)는 조립 라인이 아니라 PCB 제조에서 시작되므로, 청결도 한계는 양측이 합의할 가치가 있습니다.
세척으로 인해 발생할 수 있는 문제
세척은 겉보기보다 훨씬 강력합니다. 흔히 발생하는 세 가지 고장 유형은 다음과 같습니다.
- 습기 잔류: BGA 아래 또는 커넥터 내부에 남아 있는 물은 조용히 부식을 일으켜 나중에 고장을 유발합니다. 건조는 세척 과정의 일부이며, 사후 처리가 아닙니다.
- 부품 손상: 초음파 세척은 사각지대에서 효과적이지만, 캐비테이션 현상으로 인해 와이어 본딩이나 분리형 부품 엔드캡이 손상될 수 있습니다. 초음파 세척을 사용하는 경우, 부품에 따라 주파수와 출력을 선택해야 하며, 섬세한 조립품은 세척조에 넣지 않아야 합니다.
- 표시 및 라벨: 강한 용제는 표시와 접착 라벨을 제거할 수 있는데, 이는 전기적 고장이라기보다는 문서상의 오류입니다.
청결도 입증
청결도는 측정값이며, 주관적인 인상이 아닙니다. 이온 오염 테스트는 헹굼 전도도를 단위 면적당 염화나트륨 농도로 변환하며, 그 결과는 로트 기록에 포함됩니다. 설계가 민감한 경우에는 표면 절연 저항 테스트를 실시하고, 확대경을 이용한 육안 검사를 통해 이온 테스트로는 확인할 수 없는 입자들을 포착합니다.
테스트 방법은 이온 오염 참고에 설명되어 있고, 기판에 후속 코팅이 적용되는 경우 코팅 결정은 코팅과 포팅 비교에서 다룹니다.
