플럭스 부식 방지를 통한 신뢰성 향상

Renee Michalkiewicz

I-Connect007의 「SMT」지 최신호의 “Addressing Flux Corrosion and Reliability Concerns Early”에서 Renee Michalkiewicz는 “전자제품 출하 후 발생하는 불량 발생원인 중 많은 부분을 플럭스 부식이 차지하고 있다”며, “이에 대해 사전에 예방하는 방안이 존재하기 때문에 많은 연구가 필요하다”고 밝혔다.

따라서 이를 플럭스가 포함된 제품 선정 시 산업 표준별로 플럭스 부식 문제를 파악하는 방법과 발견된 문제에 대해 ‘조립 공정 검사 테스트’를 실시하는 방법 등 두 가지로 나눠 사례를 들어 설명했다.

이에 대한 사례는 다음과 같다.

카메라 시스템의 현장 오류로 인해 반품을 받게 된 보안회사의 경우를 다룬 것이다. 이번 사례에서는 특정 BGA와 격리되어있었으며, 미심쩍은 구성요소 주변에서 과도한 플럭스 잔여물을 볼 수 있었다.

그래서 테스트 엔지니어가 잠재적인 문제 원인을 찾기 위해 BGA에 대해 X-ray 검사를 실시했다. 그 결과 솔더볼에서 덴드라이트 성장 이미지를 확인할 수 있었다. 또한 BGA 제거 시 과도한 플럭스 잔여물의 증거가 명확했고, 전기적으로 격리된 도체를 브릿징하는 덴드라이트의 성장도 눈에 띄었다.

FTIR(Fourier Transform Infrared) 분광법을 플럭스 잔여물에 실시해 조립 공정에서 사용된 모든 플러스의 리플로우된 플럭스 잔여물과 비교해봤다. 그 결과, 끈적끈적한 특정 재작업 플럭스와 일치하는 것이 있었다. 이는 플럭스 데이터 시트를 검토할 때 나타났는데 다음의 부분이다.

‘Meets IPC ANSI-J-STD-006 requirements for ORL0, Water Soluble.' 이 부분을 보면 문제가 있다는 것을 확인할 수 있다. 그 이유는 J-STD-006은 플럭스 활동 수준이 아니라 솔더 금속에 대한 표준을 나타내기 때문이다.

이는 제조업체가 IPC 분류 시스템을 완벽히 이해하지 못할 수도 있다는 것을 보여주는 ‘레드 플래그’여야 한다. 또한 이온 크로마토그래피를 플럭스에 수행했을 때 할로겐을 포함해 L1 레벨임을 알 수 있었다.