플럭서란?
플럭서란 자동 납땜 장비가 납땜하는 과정에서 플럭스를 도포하는 장치입니다.
플럭스는 납땜이 잘 퍼지도록 하는 촉진제를 말합니다. 전자 부품 및 기판 제조에서 납땜은 품질을 좌우하는 중요한 공정입니다.
최근에는 인건비 절감과 효율화를 위해 자동 납땜 장비가 도입되고 있습니다. 플럭서를 사용하면 플럭스를 정확하고 효율적으로 도포할 수 있습니다.
플럭서의 사용 용도
플럭서는 자동 납땜 장비와 함께 사용됩니다. 자동 납땜 장비의 납땜 품질을 향상시키는 것이 목적입니다.
플럭스 함유 솔더도 판매되고 있지만, 플럭스는 솔더의 융점 부근에서 증발합니다. 자동 납땜 장비의 납땜 탱크는 항상 고온으로 유지되기 때문에 플럭스 함유 솔더를 사용할 수 없습니다.
자동 장비에서는 플럭서 (Fluxer) 를 통해 플럭스를 도포합니다.
플럭서의 원리
플럭서로 플럭스를 도포하여 기판 표면의 이물질과 산화막을 제거하여 표면장력을 낮추고 녹은 솔더를 얇게 펴서 녹인 솔더를 확산시킵니다. 땜납은 녹으면 표면장력으로 인해 구형화하려는 특징이 있습니다.
플럭스는 송진(로진)을 주성분으로 하는 액제로 염화아연, 염화암모늄 등이 첨가된다. 송진은 아비에틴산 등 유기산을 많이 함유하고 있으며, 솔더의 융점에 가까운 170℃ 부근에서 활성화되어 구리 산화물을 제거하는 작용을 합니다.
프락서의 종류
플럭서의 도포 방식에는 발포 방식과 스프레이 방식 두 가지가 있습니다.
1. 발포식 플럭서
발포소자를 이용하여 발포된 플럭스에 기판을 담그는 방식으로 도포합니다. 충분한 양의 플럭스를 도포할 수 있는 반면, 다량의 플럭스와 용매를 사용하기 때문에 비용이 많이 든다는 단점이 있습니다.
2. 스프레이식 플럭서
미스트 형태로 분사하여 얇고 균일하게 플럭스를 도포할 수 있습니다. 발포 방식에 비해 필요할 때 필요한 만큼의 플럭스를 사용할 수 있다. 저렴한 비용과 높은 편의성으로 인해 많은 플럭서에서 채택하고 있습니다.
플럭서의 기타 정보
1. 스프레이 프랙서의 도포량
스프레이 플럭스의 도포량은 각 제조사의 노하우에 따라 설계됩니다. 제어기판의 부품 실장면은 리플로우면이라고 불리며, 메탈 마스크와 크림 솔더로 인해 솔더량 관리가 비교적 용이합니다.
뒷면의 솔더 플로우면에는 솔더 탱크를 통과할 때 접착력 향상을 위해 반드시 프리 플럭스를 도포합니다. 이때 도포 방법은 낭비가 적은 스프레이 방식이 많이 사용됩니다. 프리플럭스의 도포량에 따라 기판의 납땜 품질에 큰 영향을 미칩니다.
2. 스프레이 플럭서의 기술 혁신 과제
플럭서에는 스프레이 방식과 발포 방식이 있는데, 도포량 관리가 용이하고 품질이 좋은 스프레이 방식이 주류입니다. 플럭스 도포 품질 향상을 위해 필요한 조건은 다음과 같은 세 가지입니다.
- 불균일성 제거
- 도포량의 선형성 (관리의 용이성)
- 반복 정밀도의 안정성
이러한 조건을 만족시키기 위해 제조 현장에서는 조건 설정을 합니다. 기판을 구역별로 나누어 모든 조건을 만족시킬 수 있도록 시행착오를 거칩니다. 이 작업은 부담이 크고, 전자 기판 실장 분야의 기술 혁신 과제 중 하나입니다.
3. 스프레이 플럭서의 구조
스프레이 방식 프럭서는 노즐과 스프레이로 구성됩니다. 노즐은 캔에서 플럭스를 빨아들이고, 스프레이로 미스트 형태의 플럭스를 직접 분사합니다. 플럭스 흡입용 노즐이 기판의 횡방향으로 작동하며, 이송 컨베이어의 동작과 연동하여 전 유동면에 플럭스를 도포합니다.
스프레이 플럭서의 공정 시간은 30초 정도입니다. 이 방식의 특징은 공구를 주기적으로 청소해야 한다는 점입니다. 그러나 기판 전체에 균일한 도포가 가능하고, 기판 표면의 막 두께 제어가 용이하다는 장점이 있습니다.
따라서 품질 면에서는 스프레이 방식의 플럭서가 가장 우수합니다.