콘포멀 코트의 조용한 치명적 문제: PCB에 하얀 잔여물 제거 방법

최종 세척 후에 볼 수 있습니다. 회로기판에 약하고 하얀 분필 같은 필름이 붙어 있는데, 특히 부품 몸체와 솔더 마스크 주변에서 보입니다. 무시하려 할 수도 있지만, 그런 후에 콘포멀 코팅이 입혀집니다. 며칠 또는 몇 주 후에 벗겨지거나 기포가 생기거나 벗겨진 상태를 발견하게 됩니다. 코팅이 실패한 것입니다.

이것은 단순한 외관상의 결함이 아닙니다. 표면 준비에서 치명적인 실패이며, 수용성 세척 프로세스에 심각한 문제가 있음을 나타냅니다. Bester PCBA에서는 이 상황이 여러 번 재현되어 왔습니다. 이 재작업과 현장 실패의 순환에서 벗어나는 방법은 마법의 화학약품이나 빠른 해결책이 아닙니다. 규율 있는, 체계적인 프로세스 제어입니다.

그 Chalky Film은 보기 흉할 뿐만 아니라 실패 메커니즘입니다

그 흰 잔여물은 표면이 깨끗하지 않다는 물리적 증거입니다. 그 존재는 제품의 신뢰성에 직접적인 위협이 되며, 가장 첫 보호층부터 시작됩니다.

당신이 놓치고 있는 화학적 결합: 잔여물이 접착을 방해하는 방법

콘포멀 코팅은 솔더 마스크와 PCB 적층의 표면과 강한 분자 결합을 형성함으로써 작동합니다. 이는 직접적이고 밀접한 접촉이 필요합니다. 불용성 광물염과 세척시 사용된 비세척성 비누 성분으로 이루어진 흰 잔여물은 미세한 장벽을 형성합니다. 이는 먼지로 뒤덮인 벽에 페인트를 칠하려 하는 것과 같습니다. 코팅은 불안정하고 결합이 약한 잔여물에만 붙고, 보드 자체에 붙지 않습니다.

그것은 단순히 붙지 않습니다. 열응력이나 기계적 진동, 습도는 코팅이 들뜰 수 있으며, 이는 보호하려던 민감한 회로를 노출시킵니다.

접착력 이상: 이온 오염의 숨은 위험

눈에 보이는 흰 필름은 문제의 일부에 불과합니다. 종종, 이는 비가시적인 이온 잔여물(솔더 플럭스 활성제 또는 세척 과정에서 남은 전도성 염)과 함께 나타납니다. 콘포멀 코팅 아래에 갇혀 있는 이 이온들은 시한폭탄과도 같습니다. 주변 습도가 결국 코팅을 통과할 때, 이 이온들은 이동성을 갖게 됩니다.

이것은 전기화학적 이동과 수지상 성장에 기여하여 도전성 금속 필라멘트가 서로 다른 전기적 전위의 특징 사이에서 성장할 수 있게 합니다. 이러한 성장은 간헐적 단락 또는 궁극적으로 현장에서 기기의 심각한 고장으로 이어질 수 있습니다. 잔류물은 단지 접착을 방해하는 것만이 아니라, 장기적인 파괴를 가능하게 합니다.

공통 용의자들 (그리고 그들이 종종 빨간헌드링인 이유)

백색 잔류물에 직면했을 때, 가장 먼저 하는 충동은 단일하고 눈에 띄는 변수에 책임을 묻는 것입니다. 프로세스 엔지니어들은 종종 보통의 점검을 지적하는데, 이는 잘못된 안전감만을 줄 수 있습니다.

ROSE 시험 오해: 실패하는 프로세스에 대한 합격 점수

가장 흔하게 들리는 말 중 하나는 “우리 보드는 ROSE 시험에 합격한다.”입니다. 용매 추출 저항률(ROSE) 테스트는 널리 사용되는 프로세스 제어 도구이지만, 이 문제에 대해서는 위험하게 오해를 불러일으킬 수 있습니다. 이 시험은 조립체의 평균 벌크 이온 청결도를 측정하여 용매 용액의 저항률을 얼마나 낮추는지로 평가합니다.

이 시험은 국소적으로 높은 오염이 포집된 주머니를 감지할 수 없으며, 이는 잔류물이 낮은 스탠드오프 부품 아래에 갇혔을 때 발생하는 일입니다. 또한 과잉 사용된 소파니파이어에서 발생하는 비이온성 잔류물과 같은 비이온성 잔류물도 전혀 감지하지 못하며, 이는 접착 실패의 주요 원인입니다. Bester PCBA에서는 ROSE 시험의 합격 여부를 최소한의 진입 조건으로 보고, 진정한 청결의 증명으로 간주하지 않습니다. 이는 대규모 보드 전체 재앙이 아니라는 것을 알려주지만, 신뢰할 수 있는 코팅을 위해 필요한 국소적 청결 상태에 대해서는 아무 것도 말해주지 않습니다.

이것이 정말 Flux인가요? 오염원 구분

또 다른 일반적인 용의자는 플럭스입니다. 일부 노클린 플럭스 잔여물은 흰색으로 나타날 수 있지만, 그 모습과 위치는 보통 다릅니다. 플럭스 잔여물은 종종 솔더 조인트 주변에 집중되며 결정질 또는 딱딱한 질감을 가질 수 있습니다. 그러나 세척 실패로 인한 잔여물은 더 균일하고 희미한 막이 솔더 마스크와 부품 본체에 퍼져 있는 경우가 많습니다. 플럭스와 공정 간의 부적합성을 절대 배제하지 말아야 하지만, 잔여물이 퍼져 있다면 세척 공정이 의심됩니다.

진짜 악당: 세척 공정 실패의 신성모독 삼위일체

완강한 백색 잔류물은 드물게 하나의 오류 때문만은 아닙니다. 이는 거의 항상 수성 세척 시스템 내부 실패들의 공모로 인한 결과입니다: 실패한 화학반응, 비효과적인 린스, 그리고 불완전한 건조.

과도한 화학 반응: 소파니파이어가 당신에게 적대적이 될 때

소파니파이어는 알칼리성 세척제로, 산성 수지 기반의 플럭스 잔류물과 반응하여 수용성 비누로 변환하는 역할을 합니다. 그러나 소파니파이어는 용량에 한계가 있습니다. 반응된 플럭스 및 기타 오염물질로 포화되면, 그 효과가 급감합니다. 더 나쁘게는, 농도가 제대로 유지되지 않으면, 화학반응이 재침착되어 불용성 금속염으로 다시 보드 표면에 침전될 수 있습니다. 당신의 세척제가 오염 원인으로 변한 셈입니다.

비효과적인 린스: DI 수가 작업을 끝내지 못할 때

린스 단계는 소파니파이된 플럭스와 잔류 오염물을 제거하는 것이 목적입니다. 이는 초순수 DI수의 고순도를 이용하는데, 이는 범용 용매 역할을 합니다. 그러나 보드에서 오염물이 용해됨에 따라, 수 자체의 순도와 저항률이 떨어집니다. 이 ‘더럽혀진’ 물을 최종 린스에 사용하면 오히려 해를 끼칠 수 있습니다. 증발하면서, 그것이 운반하던 모든 오염물질을 남기며 전체 조립체에 잔류 필름을 재침착합니다.

포집된 증발: 왜 건조기가 수분을 남기는가

최종 실패 지점은 건조기입니다. 단순히 보드를 구워주는 표준 대류 오븐은 종종 충분하지 않습니다. 특히 BGAs 및 QFNs와 같은 저 스탠드오프 부품이 있는 최신 조립체의 경우 더욱 그렇습니다. 실패한 린스 단계에서 용해된 오염물이 함유된 물은 모세관 작용에 의해 이 부품 아래에 포집됩니다. 건조기의 열은 순수한 물을 증발시키지만, 용해된 고체(광물, 소금, 잔류물)는 그 자리에 남아 있습니다. 이들은 해결이 가장 어려운 곳의 특징인 흰 필름으로 침전하며, 증명이 되는 곳에서 농축됩니다.

Bester PCBA 플레이북: 깨끗한 표면을 위한 규율 있는 프로세스

백색 잔류물을 제거하려면 원인을 찾는 것에서 벗어나 프로세스의 숙달로 초점을 전환해야 합니다. 지름길은 없습니다. 해결책은 지루하고, 체계적이며, 매우 효과적입니다. 우리의 접근법은 세척 각 단계를 엄격히 제어하는 것입니다.

화학 성분 조절: 적정, 농도, 온도

세척 화학성분은 정밀한 공정 입력으로 다뤄져야 하며, ‘채우고 잊어버리는’ 액체가 아닙니다. 이 작업은 정기적이고 계획된 적정법을 통해 계면활성제 농도를 관리하는 것부터 시작하며, 강도를 검증해야 합니다. 이 데이터는 공급업체가 정한 범위 내에서 농도를 유지하는 자동 투여 시스템에 입력됩니다. 우리는 또한 열에 따라 성능이 크게 달라질 수 있기 때문에, 욕조 온도를 철저히 통제합니다. 고갈되거나 희석된 세척 욕조는 문제의 주요 원인으로, 규칙적인 모니터링만이 예방책입니다.

잔류 테스트 마스터하기: 역동적 저항성 제어의 힘

깨끗한 헹굼은 타협이 불가능합니다. 우리는 순수한 DI 수만 사용하는 다단계 역류 헹굼을 고집하며, 최종 단계에서는 실시간 저항성 센서를 통해 제어합니다. 이 센서는 보드에서 나오는 물이 매우 깨끗함을 확인하는 역할을 하며, 우리의 목표는 10 MΩ·cm 이상의 저항성을 갖는 것입니다. 저항성이 떨어지면, 오염물이 최종 헹굼에 끌려 들어오고 있음을 의미하며, 즉시 멈추고 수정해야 합니다. 이 동적 제어를 통해 보드가 마지막으로 접촉하는 액체가 순수하여 어떤 오염물도 남기지 않도록 보장합니다.

건조 설계: 에어 나이프 및 퍼징 프로파일

복잡한 회로판을 단순히 건조하는 것만으로는 부족합니다. 증발이 시작되기 전에 저돌단 구성요소 아래의 물을 물리적으로 강제 배출해야 합니다. 우리의 건조 프로파일은 바로 이것을 수행하도록 설계되었습니다. 이 과정은 고속 지향 에어 나이프를 사용하여 물의 대부분을 배출하는 것으로 시작하며, 특히 좁은 공간을 타겟으로 합니다. 이 물리적 제거 후에만 열 단계가 시작되며, 남은 수분이 최소이고 용해된 고형물이 없도록 합니다. 이렇게 하면 물이 증발하면서 오염물질이 남는 것을 방지할 수 있습니다.

프로세스 감시: 우리가 진정한 청결을 검증하는 방법

공정 수정이 전투의 절반입니다. 나머지 절반은 그것이 영구히 유지되도록 하는 것입니다. 관리하지 않는 것은 측정할 수 없으며, 진정한 청결을 위해서는 ROSE 테스트가 놓치는 것을 보는 도구가 필요합니다.

ROSE를 넘어서: 이온 크로마토그래피가 금본위 표준인 이유

잔류물 문제 진단과 세척 공정의 적합성 평가를 위해, 우리는 이온 크로마토그래피(IC)를 사용합니다. ROSE 시험의 대량 평균값과 달리, IC는 범죄학적 분석 기법으로, 회로판에서 추출된 용제 내 존재하는 특정 이온 종을 분리하고 정량화합니다. IC 검사는 다음과 같이 알려줍니다. 즉, 회로판이 오염되었음을, 정확하게 어떤 오염물인지—과잉 세척에서 온 황산염, 잉크 잔류의 유기산, 또는 라미네이트에서 온 브로마이드—를 알려줍니다. 이러한 세부 정보는 근본 원인 분석에 필수적이며, 프로세스가 청결하다는 것을 명확히 입증하는 데 필요합니다. 오염물질은 — 배수 세척에서 나온 황산염, 플럭스에서 나오는 약한 유기산, 또는 라미네이트에서 나온 브롬화물일 수 있습니다. 이러한 수준의 세부 정보는 근본 원인 분석에 필수적이며, 프로세스가 깨끗하다는 것을 명확하게 증명합니다.

기준선 설정 및 드리프트 모니터링

우리는 문제 해결에 IC만 사용하는 것이 아니라 사전에 사용합니다. 정리 과정을 최적화한 후, ‘골든’ 보드에 대해 IC 분석을 수행하여 완벽하게 깨끗한 조립의 상세한 화학적 지문을 만듭니다. 이것이 우리의 기준선이 됩니다. 그런 다음 이 테스트를 주기적으로 수행하여 프로세스를 모니터링합니다. 이 기준선에서 벗어나는 모든 차이는 조기 경고로 작용하며, 이는 화학 성분, 세척, 필터링이 실패하기 시작했다는 신호입니다. 이를 통해 문제를 명백한 흰색 잔류물이 나타나기 전에 개입하여, 우리가 생산하는 모든 보드에서 일관되고 신뢰성 있는 결과를 보장할 수 있습니다.