재료 과학 재단: PCB 조립의 솔더 페이스트, 접착제 및 기판

PCB 어셈블리의 신뢰성과 성능은 단순히 부품 선택과 배치 정확성에 의해 결정되는 것이 아니라, 상호 연결 및 기판의 재료 과학을 기반으로 합니다.솔더 페이스트는 본질적인 재료로, 조인트 무결성을 결정하는 복잡한 혼합물입니다. 일반적으로 SAC305(Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5) 합금인 무연 응용 분야의 조성은 융점, 기계적 강도 및 피로 저항성을 정의합니다. 페이스트 내 플럭스 화학도 마찬가지로 중요합니다. 무세척 플럭스는 잔류물을 남기지 않지만, 수용성 또는 수지 기반 플럭스는 어셈블리 후 세척이 필요할 수 있습니다. 페이스트의 유변학(흐름 거동)은 일관된 인쇄를 보장하기 위해 안정적이어야 하며, 슬럼핑에 저항하면서 스텐실 구멍에서 깨끗하게 분리되어야 합니다. 입자 크기 분포(Type 3, 4 또는 5)는 스텐실 구멍 크기에 맞춰져 막힘을 방지하고 미세 피치 부품에 적절한 솔더 양을 보장합니다.

솔더 외에도, 접착제 및 캡슐화제는 중요한 특수 역할을 합니다. 표면 실장 접착제(SMA)는 혼합 기술 어셈블리에서 웨이브 솔더링 전에 하단 측면에 SMD를 임시로 고정하는 데 사용됩니다. 이러한 아크릴 또는 에폭시 기반 접착제는 빠르게 경화되어야 하며, 부품을 고정할 수 있는 충분한 그린 강도를 가져야 하며, 웨이브 솔더 공정의 열 및 화학적 공격에서 살아남아야 합니다. 언더필 재료는 리플로우 후 BGA 또는 CSP 패키지 아래에 세심하게 분배되는 에폭시 수지입니다. 이들은 부품을 보드에 기계적으로 결합하여 열팽창 계수(CTE) 불일치로 인해 발생하는 응력을 극적으로 개선하여 열 사이클링을 받는 자동차 또는 모바일 응용 분야의 장치에 필수적입니다.

자체는 어셈블리가 발생하는 무대입니다. 표준 FR-4에서 고주파 Rogers, 플렉스 회로용 폴리이미드 또는 열 관리를 위한 금속 코어에 이르기까지 재료 선택은 어셈블리 매개변수에 큰 영향을 미칩니다. 유리 전이 온도(Tg)는 핵심 속성입니다. 고Tg FR-4(예: Tg > 170°C)는 박리 또는 z축 팽창을 방지하기 위해 무연 리플로우에 필수적입니다. 분해 온도(Td)는 피크 리플로우 온도를 안전하게 초과해야 합니다. CTE는 도금된 스루홀 및 부품 조인트에 대한 응력을 최소화하기 위해 고려해야 합니다. 고밀도 상호 연결(HDI) 보드의 경우, 순차적 라미네이션, 마이크로비아 형성 및 표면 마감(예: 무전해 니켈 침지 금 - ENIG, 침지 은)의 품질은 솔더링성, 와이어 본딩 능력 및 보관 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 이러한 재료 상호 작용을 이해하는 것은 부수적인 것이 아니라, 제조 가능하고 신뢰할 수 있는 어셈블리 공정을 설계하는 기반입니다.