Reflow 1. 구조 및 특성 2.Software 의 구성 3.Hardware 4. 온도 Profile 의 특성 5. 납땜 불량 대책 및 유지 보수

1. 구조 및 특성 1.Reflow 의 이해 2. 종류와 구분

학습목표 Reflow 장비의 동작 Process 에 대하여 설 명할 수 있다. 대류 순환 방식의 mechanism 에 대하여 설 명할 수 있다. Heater 용량을 설계하고, 계산 방식에 대하 여 설명할 수 있다.

1. Reflow 의 이해 Reflow : 전도, 복사, 대류 과정을 제어함으 로써 solder 를 납땜 대류 순환 방식 : Convection type 적외선 (IR) 방식, air convection, N2 convection, LED 전용

1. Reflow 의 이해 적외선 대류 순환 방식 : IR, Quartz Heater 의 발열 환경에서 pan 으로 공기 강제 회전 대류 순환 방식 (full air convection) : 균일한 온도 VPS(vapor phase soldering) : 저산소 농도, 균일한 온도, 고가격, 고비용

(2) 납땜의 원리 및 장단점 납땜의 장점 : 저비용, 대량 생산, 품질 관리, 재작업 납땜의 공정 : 젖음 -> 확산 -> 합금화 납땜의 전제 조건 ( 온도 )

(2) 납땜의 원리 및 장단점 수삽 : 작업자가 손으로 부품을 기판에 삽입 자삽 : 자동화 기계 장치를 이용하여 부품을 기판에 삽입 Wave soldering : 기판에 부품을 삽입한 다음 flux 를 도포하고, 납조에 표면적으로 젖게 하 여 납땜

2. 종류와 구분 Air Reflow(hot air convection reflow) : heater 와 열풍에 의해서 납땜, 배출가스 (fume, flux) 는 배기 pan 을 이용하여 강제 배출, 유연 solder(Sn, Pb, 융점 180˚C 이상 ) 질소 Reflow(hot N2 convection reflow) : 높 은 품질의 납땜, 산화 방지, self alignment, flux 제거 재순환구조

2. 종류와 구분 편면 reflow : 하부에서만 열을 가하는 방식, wave oven 대안 진공 reflow : void 축소 적외선 (IR) reflow : heater 에서 적외선 파장 이 복사되는 가열 방식

2. Software 의 구성 1.Process 2.MMI 화면 구성 3. 기타 사항

학습목표 장비 MMI 구성을 이해하고, 필요한 기능을 응용하여 설정할 수 있다. 장비 MMI 를 설정하여 온도 Profile 조건을 변경할 수 있다.

Reflow 운영 Program

1. Process Program 의 실행 : 가동 방법 Program 의 종료 : 가동 방법

2. MMI 화면 구성 Main 화면 MMI Program Menu Menu 기능 사용 방법 - log in, logout - File : 열기, 다른 이름으로 저장, 편집, 삭제, 인쇄, 종료 가동 방법 : 자동, 자동 정지, 수동, 정지

2. MMI 화면 구성 설정 : 온도, blower fan, conveyor 속도, 기판 정지 시간, 질소 /air mode, air 자동 조정, 보조 cooling fan, smema 시간, 질소차단시간

2. MMI 화면 구성 온도 설정 방법 - 온도 설정 온도 = {( 희망온도 - 실측온도 )X2}+ 초기 설정값 }

2. MMI 화면 구성 Conveyor 속도와 온도 profile

2. MMI 화면 구성 부분 운전

2. MMI 화면 구성 환경 설정 : oil

2. MMI 화면 구성 환경 설정 : 추가 설정

2. MMI 화면 구성 환경 설정 : 작업 시간 설정

2. MMI 화면 구성 환경 설정 : 경보 수준 설정

2. MMI 화면 구성 환경 설정 : 보수 주기 설정

2. MMI 화면 구성 정보 저장 : 사용자 설정

2. MMI 화면 구성 정보 저장 : 보수 주기 message

2. MMI 화면 구성 정보 저장 : 정보 저장 시간 설정

2. MMI 화면 구성 정보 저장 : error 발생 정보

2. MMI 화면 구성 정보 저장 : 누적 정보

3. 기타 사항 실시간 온도 profile monitoring - Reflow Oven 내부의 온도를 실시간으로 monitoring 하면서 목표값 대비 차이를 분 석하여 관리하고, 그 자료를 상위 서버에 전 송 - 온도 profiler 에 의해 측정된 data 와 실시간 monitoring data 의 비교 및 spec 을 관리하 는 system

실시간 온도 profile monitoring 실시간 온도 profile monitoring 화면

실시간 온도 profile monitoring 온도 profiler

실시간 질소 profile monitoring 실시간 질소 monitoring 화면

3. Hardware 1. 가열부 2. 냉각부 3. 구동부

학습목표 장비 Hardware 구성 및 기본 동작 원리에 대하여 이해할 수 있다. 장비 운영에 필요한 유지 보수 내용을 파악 하여 실무에 적용할 수 있다. 좋은 Reflow 장비 선정을 위해 고려해야 할 내용에 대하여 숙지할 수 있다.

Model 명 N70 – I82□□□□ - N : Type(N: 질소, A:Air) - 70 : Model 종류 (70 Series, 30 Series) - I : 이력 Code - 8 : 가열부 개수 : 3~15 Zone - 2 : 냉각부 개수 : 0~5 Zone - □ : 개별 Zone 길이 (S:Small, M:Middle, L:Large) - □ : Conveyor 형식 ( 미표기 :Single, D:Dual) - □ : Conveyor 폭 형식 ( 미표기 :Standard, W:Wide) - □ : Oven( 미표기 :Standard, H:Large) A70-j92 N70-i92MH

Dual 및 Single Conveyor

장비 전면

장비 후면

Flux 집진 장치 Flux 집진 기능 및 Flux 여과 효과 : FMS(Flux Management System)

장비 측면

장비 내부

1. 가열부

Heater(SSR, PID 제어 ) -> 열풍 ( 와류 ) -> Fan(blow 전동기, Inverter) -> Fan Case-> Nozzle -> 타공판 Air, N2 Reflow : Convection Reflow( 대류 순환 방식 ) 풍속, 풍량 ( 열량 ) 배기량 계산 : Q( 풍량 )=A( 단면적 )*V( 풍속 )

Heater 선정 및 전력 밀도 계산

전력 계산식 - 단상전력 P=VI - 3 상전력 P= VI - 3 상 유효전력 = VIcosθ - 3 상 무효전력 = Visinθ - 전력밀도 (W/cm 2 ) = 용량 (W)/ 면적 (cm 2 )

열량 계산 1kW = 860kcal/h

전력 밀도 Heater 전력 밀도 = 3~4W/cm 2

2. 냉각부 냉각 비율 : 초당 1~3 도

동작 원리

3. 구동부 Conveyor System 속도 및 폭 조정 : closed loop control 폭 조정용 Conveyor System : MAX, MIN Limit Sensor 장착 무정전 공급 장치 (UPS) : uninterruptible power supply( 무정전 전원공급장치 )

Single Dual Conveyor System Single Conveyor : 장비 내부에 하나의 Conveyor 장착 Dual Conveyor : 장비 내부에 2 개 Conveyor 장착, 1 개의 온도 Profile Twin Reflow : 2 개 Oven, 개별 속도 제어 및 온도 설정 가능, 2 개의 온도 Profile

Single Dual Conveyor System

휨 방지 System Anti Conveyor : Board 의 휨 방지, 낙하 방지 Mesh Conveyor : 하부에 부품이 없는 경우

4. 온도 Profile 의 특성 1. 온도 Profile 2. 온도 Profile 비교 [ 제조사 ]

학습목표 무연 Solder, 유연 Solder 의 온도 Profile 을 구분하여 설명할 수 있다. 온도 Profile 을 장비에서 구현할 수 있다.

1. 온도 Profile

Reflow Profile 시간 : 4 분 (4~6 분 ) 공정 순서 : 예열상승 -> 예열 -> 가열상승 - > 가열 -> 냉각 융점

(2) 구간별 명칭

예열 상승 (1 차 승온 ) : 1~3ºC/s 예열 : 30~60s 가열 상승 (2 차 승온 ) : 1~3ºC/s 가열 : 실제 납땜 구간 냉각 (Cooling) : 1~3ºC/s

(3) 유연 Solder 융점 : 183ºC 승온 ( 용융 기화 ) Zone : 25~150ºC 동안 2~3ºC/s Pre Heating Zone : 150~180ºC 동안 90~120s Reflow(Hole Time, Melting Time) Zone : 200ºC 이상 20~40s, Peak 온도 230ºC Cooling Zone(Slope, 냉각 ) : Melting Slope 와 동일

(3) 유연 Solder

(4) 무연 Solder Sn-Ag-Cu, 융점 220ºC 이상 온도 Profile

(4) 무연 Solder 온도 Profile 조건

2. 온도 Profile 비교 [ 제조사 ] ALTERA( 일본 )/ 유연 Solder Fujikura( 일본 )/ 무연 Solder JPC( 일본 )/ 무연 Solder LED 대응 Profile

5. 납땜 불량 대책 및 유지 보수 1. 냉땜과 냉납 2.Reflow 의 관리

학습목표 Reflow 에서 발생하는 납땜 유형을 이해하 고, 원인별 불량을 파악할 수 있다. Reflow 의 오염 물질인 Flux 성분에 대하여 이해할 수 있다. Reflow 에서 배출되는 공정을 이해하고 유 지, 보수할 수 있다.

1. 냉땜과 냉납 냉땜 (Open, Non-Wetting) : 특정 Point 에서 납이 녹지 않는 현상, 기판과 Lead 사이에 정상적인 Fillet 이 형성되지 않은 상태 냉납 (Cold Soldering, 미용융상태 ) : 전체적 으로 납이 녹지 않는 것

2. Reflow 의 관리 Oil 주급 : Chain 마멸, Ball Screw 마멸, Tension 증가, Ball Screw 및 구동부 Flux 청소 : Flux 집진 장치, 공랭식, 2 주 ~6 개월