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 무연납땜시 온도선정의 중요성 |
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납땜접합은 접합하고자하는 모재와 접합합금과의 화학반응에 의해 접합하는 방식으로, 접합시 합금의 융점 및 모재의
열원(온도)이 중요한 요건이 됩니다.
또한 납땜접합시, 모재와의 화학반응의 주체인 Flux의 역할은, 고온에서 성분이 급격히 산화되어, 접합시 요구되는, 모재의 세척
및 접합화학반응의 특성을 잃게되며, 외형상으로는 표면장력의 부족 및 접합합금의 퍼짐성 부족등으로 나타나게 됩니다. 따라서
납땜에서의 일정한 온도유지와 적정한 온도의 설정은 납땜접합품질의 구성요소중 가장 중요한 조건이 되는 것입니다. 최적의
온도를 유지하는 것이 중요합니다 |
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| 최적 저온납땜 대응(pb free) |
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1. 가능한 낮은 최적온도를 선정하여, Flux의 특성을 보전하기 바랍니다. |
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- 납땜온도가 높을 경우, 납안의 Flux성분이 산화되어 납의 퍼짐성 저하, 접합 인장력 저하, Flux 이물,외관불량 등 불량이
발생하게 됩니다.
- 필요이상의 고온에서는, 급격히 인두팁의 수명이 단축되어, 불량 유발의 원인이 됩니다. |
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2. 모재의 필요한 열원 및 사용하실 접합합금의 융점조건을 확인하시기 바랍니다. |
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- 납땜시 접합하실 모재의 필요 열원이 최소 250℃(pb free)이상은 확보되어야 합니다.
- 필요하실 경우 모재의 프리히터 사용을 검토 바랍니다.
- 접합합금은 함유 성분에 따라 융점이 다르므로 접합합금의 융점을 확인 바랍니다. |
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3. 열 전달에 최적의 인두팁을 선정하시기 바랍니다 |
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- 열원의 확보 및 퍼짐성에서 인두팁의 선정은 매우 중요한 요건입니다.
- 작업 랜드보다 0.5~1mm정도 큰 사양의 팁을 선정하여 주십시오.
- Iron tip용도를 참조하시고, 적절한 인두팁사양을 선정 바랍니다.
- 열 전달이 최적화 될 수 있도록, 접촉면의 각도를 확인 조치 하시기 바랍니다. |
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4. 사용납의 Flux특성을 확인하시기 바랍니다. |
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- 업체별 1.5~8%대의 다양한 함유량이 있으며, 또한 업체별 제조 노우하우가 있어, 충분히 검토 하시고, 고온에 대응이
가능하며, 잔사가 적은 적정제품을 선정 바랍니다. |
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5. 1일 시업전 1회이상 온도를 확인하시기 바랍니다. |
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- 표시온도와 실제온도가 5℃이상,차이가 날 경우, 즉시 조치후 사용하시기 바랍니다.
- 온도유지는 가장 중요한 납땜조건으로, 온도가 변할경우,Flux의 특성보전이 어렵게 되며 접합합금 및 모재의 열원이 변할
경우, 납땜 품질에 중대한 영향을 주게 됩니다.
- 따라서 접합온도는. 높거나 낮을경우라도 접합품질에 큰 영향을 주게 됩니다. |
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6. 작업포인트별로 적절한 Parameter를 설정하시기 바랍니다. |
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- 온도 및 1,2차 납땜시간, 사용납량 및 공급속도, 실린더 타임 및 속도,등의 조건은 연속 품질을 확인후 각 작업유형별로
표준화 시킬 것을 권장드리며, 불량 발생시 4M중 어느부분의 문제인지를 명확히 분석후 대응 바랍니다, 수시로 조건을 변경
시키는 것은, 근본적인 불량 분석 대책에 장애요인이 됩니다. |
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7. 적은 납량을 사용하는 포인트 및 LCD&FPC등의 슬라이드 납땜에는 N2 Gas의 사용을 검토 바랍니다. |
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- 적은 양의 납을 사용하는 경우, Flux 부족으로 납땜품질에 문제가 발생되는 경우가 있습니다.
- Slide등의 연속납땜의 경우,초기 공급된 납 및 Flux성분이 산화된 상태에서 연속 납땜작업이 이루어 지므로 N2 Gas를 사용,
산화를 지연해줄 필요가 있으며,과다한 모재의 열량흡수 대책으로, N2 Nozzle을 이용한 프리히터의 효과도 기대할
수 있습니다.
* 최적의 온도는, 납볼 및 Flux의 비산을 방지하는 효과도 있으며, 인두팁 수명연장 효과도 있습니다.
* 온도 셋팅시 최소온도에서 +20~30℃정도 높게 설정하여 주십시오. 이것은 모재의 변화 및 인두팁 변화, 작업조건의 변화 및
사용자의 작업조건설정등의 불완전 요인을 예상, 설정하는 것입니다.
- 예를들어
직경 2mm이하의 단독 패턴의 경우 실제 필요한 열원은 290℃~300℃정도이나, 330℃ 정도로 셋팅하여 사용하게 됩니다. |
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일반적인 납땜온도(무연납땜 (pb free)기준) **모재의 열원에 따라 달라질 수가 있습니다. |
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ㆍApollo robotics TM&TS 로 작업할 경우 |
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1.직경 2mm이하의 단독패턴:330℃ ~ 340℃
2.직경 3mm이하의 단독패턴:340℃ ~ 360℃
3. PCB, FPC의 Ground 패턴 : 370℃ ~ 380℃
4. LCD & FPC Slide 납땜 : 340℃ ~ 350℃
5. 0.6￠이상 Lead Slide납땜 : 360℃ ~ 370℃
6. 샤시류등의 금속 납땜 : 380℃ ~
7. C-MIC등의 FPC납땜 : 320℃ ~ 330℃
8. 예비납땜(단독패턴) : 330℃ ~ |
Apollorobotics Heater+ Sensor 일체형 Iron tip구조
세계특허기술로 ±0.2℃(무부하시)온도오차를 유지
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본 자료중 일부는 Ishikawa metal자료를 참고한 것입니다. |
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무연납 선정시 유의사항 |
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* 작업상 특별한 문제가 없으시다면, Sn96.5%, Ag3.%, Cu0.5%계의 무연납을 사용 바랍니다.
신뢰성(강도,퍼짐성,등)이 검증되어 일반적으로 가장 많이 사용되는 무연납입니다.
* 제품특성상 고온 대응이 필요한 경우 Sn계의 무연납을 , 열충격등의 문제로 인해 저온대응이 필요한 경우에는 Bi 또는 In이
함유된 무연납의 사용을 검토 하시기 바랍니다.
* Flux의 제조기술은 납 제조사에 따라 많은 차이가 있으므로, 아래 사항에 유의,검토 바랍니다.
Flux기술은 무연납땜의 품질 및 생산성 유지에 가장 큰 변수로 매우 중요한 항목입니다. |
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1) Flux함유향 : 3~4%대의 함유량이 좋습니다, 경우에 따라 고온납땜 및 고속납땜의 경우, 6%대의 무연납을 검토
바랍니다.
2) 고온대응 : 제조사에 따라 사용Flux의 최적온도의 정보를 받으시고, 퍼짐성, 표면세척능력, 납볼, Flux잔사,
표면장력등의 조건을 비교, 선정하시기 바랍니다.
3) 잔사 대응 : 일반적으로 Rosin계의 Flux의 사용을 권장 합니다만, Flux잔사등의 외관적인 문제가 있는 경우 Resin계의
Flux를 사용 하시기 바랍니다. 잔사 문제의 경우, 납 주입후 고온방치가 주요원인이므로, 적절한 크리닝 주기
및 고속납땜이 Flux잔사대응에 효과적입니다. 로봇납땜의 경우 테크닉으로 Flux잔사 대응이 가능합니다. |
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성분별 장단점 비교 |
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성분
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융점
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장점
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단점
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Sn-37Pb
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183℃
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종합적으로 양호
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열 피로,
creep불량
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Sn-3.5Ag
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227℃
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기계 강도 양호
열 피로，크리프（creep） 양호
타 원소보다(부터) 저가격
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고융점
젖음성,퍼짐성나쁨
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Sn-3.5Ag
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221℃
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기계 강도 양호
열 피로，크리프（creep） 양호
사용 실적
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고융점
젖음성,퍼짐성 나쁨
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Sn-92n
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198℃
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Sn-Pb공정 납땜 보통의 융점
기계 특성 양호
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산화가 심하다
젖음성 나쁨
Zn이 모재와 금속 결합
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Sn-58Bi
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139℃
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저융점
젖음성,퍼짐성 양호
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고온 사용은 불가
기계 강도 불안
void 다발
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납 프리(free) 납땜 합금 특성 |
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1. 외관 상태 |
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Sn-Pb 납땜은 표면에 광택이 있는 것에 비해, pb free납땜은 표면이 거칠 게 보여집니다．그 중에서 Ag를 첨가한 pb free
납땜은 그 경향이 강하게 보여집니다.또, Bi 를 첨가한 pb free 납땜은 표면 전체가 광택이 없어 보입니다． |
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Sn-3.5Ag
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Sn-3.0Ag-0.5Cu
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Sn0.7Cu
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Sn-2.5Ag-0.5Cu-1.0Bi
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Sn-8.0Zn-3.0Bi
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Sn-37Pb
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2. creep 특성 |
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creep시험 결과를 보면 ,pb free납땜은 Sn-Pb 납땜에 비해 creep특성이 뛰어 납니다． |
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합금 조성
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파단 시간(Hr)
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Sn-37Pb
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1.7
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Sn-0.7Cu
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70
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Sn-3.5Ag
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2500 이상
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Sn-3.0Ag-0.5Cu
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Sn-2.5Ag-0.5Cu-1.0Bi
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Sn-8.0Zn-3.0Bi
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3. Vickers 경도 |
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pb free 납땜재는 Sn-Pb 납땜보다, Vickers경도가
높고 합금의 경도는 양호하다라고 말할 수 있습니다.
또한 Bi 첨가연 pb free납땜재쪽이 양호한 경향이 있습니다．
그 중에서 Sn-Zn-Bi 납땜은 모두 경도가 높은 특징이
있습니다. creep특성 creep 시험 결과로는, pb free 납땜은
Sn-Pb 납땜에 비해 creep 특성이 뛰어납니다． |
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4. 기계적 강도 |
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Sn-Pb 납땜에 비해，pb free 납땜재는 인장 강도가
양호하고，퍼짐성에 관해서는 뒤떨어지는 경향에
있습니다．
Sn-Ag-Cu 납땜은 Sn-Ag 납땜 보다도 인장 강도，
퍼짐성은 약간 높고Vickers는 낮은 경향에 있습니다．
Bi 첨가연 pb free납땜은 Bi 첨가하지않은 pb free
납땜에 비해, 인장 강도는 높고，Vickers는 낮은 경향이
있습니다． |
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