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

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

2 1. 구조 및 특성 1.Reflow 의 이해 2. 종류와 구분

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4 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.

5 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

6 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

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

8 (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

9 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

10 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

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

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

15 Reflow 운영 Program

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

17 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

18 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

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

20 2. MMI 화면 구성 Conveyor 속도와 온도 profile

21 2. MMI 화면 구성 부분 운전

22 2. MMI 화면 구성 환경 설정 : oil

23 2. MMI 화면 구성 환경 설정 : 추가 설정

24 2. MMI 화면 구성 환경 설정 : 작업 시간 설정

25 2. MMI 화면 구성 환경 설정 : 경보 수준 설정

26 2. MMI 화면 구성 환경 설정 : 보수 주기 설정

27 2. MMI 화면 구성 정보 저장 : 사용자 설정

28 2. MMI 화면 구성 정보 저장 : 보수 주기 message

29 2. MMI 화면 구성 정보 저장 : 정보 저장 시간 설정

30 2. MMI 화면 구성 정보 저장 : error 발생 정보

31 2. MMI 화면 구성 정보 저장 : 누적 정보

32 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

33 실시간 온도 profile monitoring 실시간 온도 profile monitoring 화면

34 실시간 온도 profile monitoring 온도 profiler

35 실시간 질소 profile monitoring 실시간 질소 monitoring 화면

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37 3. Hardware 1. 가열부 2. 냉각부 3. 구동부

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39 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.

40 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

41 Dual 및 Single Conveyor

42 장비 전면

43 장비 후면

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

45 장비 측면

46 장비 내부

47 1. 가열부

48 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 )

49 Heater 선정 및 전력 밀도 계산

50 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 )

51 열량 계산 1kW = 860kcal/h

52 전력 밀도 Heater 전력 밀도 = 3~4W/cm 2

53 2. 냉각부 냉각 비율 : 초당 1~3 도

54 동작 원리

55 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 )

56 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

57 Single Dual Conveyor System

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

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

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

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64 1. 온도 Profile

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

66 (2) 구간별 명칭

67 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

68 (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

69 (3) 유연 Solder

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

71 (4) 무연 Solder 온도 Profile 조건

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

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

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76 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.

77 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

78 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

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