크기 문제: 솔더 페이스트 성능에 대한 솔더 분말 크기의 영향

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솔더 파우더 크기는 전자 제품의 지속적인 소형화 추세로 인해 전자 산업에서 인기 있는 주제입니다. 흔히 묻는 질문은 "언제 Type 3에서 더 작은 솔더 파우더로 전환해야 합니까?"입니다. 솔더 분말 크기는 일반적으로 솔더 페이스트의 인쇄 요구 사항에 따라 선택됩니다. 권장 IPC 제한인 0.66보다 낮은 면적 비율을 포함하는 스텐실 설계에 IPC 유형 4 또는 5 솔더 파우더를 사용하는 것이 일반적인 관행입니다. 솔더 페이스트의 인쇄성에 대한 솔더 분말 크기의 영향은 잘 문서화되어 있습니다.

솔더 분말의 크기는 다른 방식으로 솔더 페이스트의 성능에 영향을 미칩니다. 보관 수명, 스텐실 수명, 리플로우 성능, 보이드 동작, 반응성/안정성은 모두 솔더 분말 크기의 영향을 받습니다. 수용성 및 무세정 솔더 페이스트 모두에서 IPC 유형 3, 4, 5 및 6 SAC305 솔더 분말에 대한 이러한 솔더 페이스트 성능 속성 각각을 측정하기 위해 테스트가 수행되었습니다. 각 솔더 페이스트 플럭스의 각 솔더 분말 크기에 대한 성능 데이터를 정량화하고 요약했습니다. 본 연구 결과를 바탕으로 최적의 솔더 분말 크기를 선택하기 위한 지침이 제공됩니다.

소개

크기가 중요합니다. 이 간단한 말은 인생의 많은 부분에 적용됩니다. 빠른 문자 메시지에는 작은 손이 더 좋습니다. 큰 사람들은 전국 축구 리그에서 공격 또는 수비 라인을 더 잘 수행합니다. 항체는 현미경으로 보면 작지만 우리의 건강과 웰빙에 중요한 역할을 합니다. 큰 컵의 커피를 원하지 않는 사람이 있을까요(그림 1)?

그림 1:크기가 중요합니다.

솔더 페이스트의 세계에서는 크기도 중요합니다. 솔더 페이스트에 사용되는 솔더 분말의 크기는 솔더 페이스트 성능에 영향을 미칩니다. 솔더 파우더 크기는 IPC 표준 J-STD-005(솔더링 페이스트 요구 사항)에 따라 유형별로 분류됩니다[1]. 표 3-2는 각 유형에 대한 솔더 분말 크기 범위를 자세히 설명하며, 그 일부가 표 1에 나와 있습니다.

주요 입자 크기 범위는 일반적으로 유형과 연관됩니다. 예를 들어, 유형 3 솔더 분말은 주로 25~45μm 크기 범위에 속합니다. 따라서 유형 3 솔더 페이스트는 "유형 3(25–45 µm)"으로 표시될 수 있습니다. 그림 2는 유형 3, 4, 5, 6 크기의 솔더 분말을 보여줍니다.

1 번 테이블:솔더 분말 크기(IPC J-STD-005A의 표 3-2에 따름).

유형 3 대신 유형 4, 5 또는 6 솔더 파우더를 사용하는 이유는 무엇입니까? 솔더 페이스트에 더 작은 솔더 분말을 사용하는 주된 이유는 소형 부품의 인쇄성을 향상시키기 위한 것입니다. 솔더 분말 크기가 감소함에 따라 솔더 페이스트는 더 작은 스텐실 구멍을 통해 인쇄될 수 있습니다. IPC-7525 스텐실 설계 지침 표준[2]의 "5-볼" 규칙을 따르면 각 솔더 분말 크기에 대해 인쇄가 발생할 수 있는 최소 구멍 크기를 계산할 수 있습니다[3]. 최소 구멍 크기에 대한 이러한 계산은 주요 범위의 최대 솔더 분말 크기의 5배를 사용하여 수행되었습니다(표 2).

그림 2:IPC 유형 3, 4, 5 및 6 솔더 분말.

일반적으로 Type 3 솔더 페이스트는 0402 영국식 패키지 크기에 이르는 구성 요소에 사용할 수 있습니다. 대부분의 솔더 페이스트 사용자는 0201 임페리얼, 마이크로 BGA 및 유사한 구성 요소에 대해 유형 4 솔더 페이스트를 선호합니다. 유형 5 솔더 페이스트는 01005 Imperial 부품[4]과 같은 더 작은 납땜 응용 분야에 사용되거나 유형 4 솔더 페이스트가 적절하게 인쇄되지 않을 때 사용됩니다. 유형 5 및 6 솔더 페이스트는 제트 프린팅과 같은 디스펜싱 애플리케이션에 사용됩니다. Type 6 솔더 페이스트는 기타 초미세 애플리케이션에도 사용됩니다[5 & 6].

표 2:5볼 규칙을 사용한 인쇄를 위한 솔더 파우더 크기 및 최소 스텐실 개구 크기.

더 작은 솔더 분말이 제공하는 인쇄 기능 외에도[7], 더 작은 솔더 분말을 사용할 때 다른 성능 변화가 발생합니다. 더 작은 솔더 분말을 사용하면 솔더 페이스트의 스텐실과 저장 수명이 단축될 수 있습니다. 더 작은 솔더 분말은 무작위 솔더 볼링 및 그레이핑 가능성이 더 높습니다. 보이드 현상은 솔더 분말 크기의 변화에 ​​의해서도 영향을 받을 수 있습니다. 본 연구의 목표는 수용성 및 무세척 솔더 페이스트 모두에서 IPC 유형 3, 4, 5 및 6 SAC305(Sn/Ag 3.0%/Cu 0.5%) 솔더 분말의 성능을 정량화하는 것입니다. 각 솔더 페이스트에 대한 실험 데이터를 비교 및 ​​대조하고 각 솔더 페이스트의 최적 사용에 대한 권장 사항을 제공합니다.