플럭스란 무엇이며, PCB에서 플럭스를 청소하는 이유와 방법

전자 제품 제조(EMS), PCBA 제조 및 수리에서 플럭스라는 용어는 낯설지 않습니다. 플럭스는 납땜 공정의 중요한 부분으로, 신뢰할 수 있는 고품질 전자 장치를 만드는 데 필수적인 요소입니다. 이 문서에서는 플럭스의 복잡성, 유형 및 PCB에서 플럭스 제거의 중요성에 대해 자세히 설명합니다. 또한 PCB에서 플럭스를 효과적으로 청소하는 방법에 대한 포괄적인 가이드를 제공합니다.

플럭스란 무엇인가요?

플럭스는 전기 산업, 특히 PCB의 조립 및 납땜 분야에서 널리 알려진 화학 물질입니다. 플럭스는 납땜 공정을 통해 견고한 전기 연결을 구축하는 데 매우 중요합니다.

플럭스의 주요 기능은 모든 오염 물질을 제거하여 납땜을 위한 표면을 준비하는 것입니다. 공기에 노출된 금속은 자연적으로 산화물 층을 형성하여 완벽한 솔더 접합을 방해할 수 있습니다. 플럭스는 산화막을 부식시켜 금속을 노출시켜 더 잘 젖도록 함으로써 이 문제를 해결합니다. 이를 통해 용융 금속이 표면에 균일하게 흐르고 침전되어 내구성 있는 접합부를 만들 수 있습니다.

플럭스는 세척 특성 외에도 납땜 중에 발생하는 현상인 탈산화에 대한 금속 표면의 보호막 역할도 합니다. 이 보호 역할은 뜨거운 땜납의 표면 장력을 변화시켜 납땜 공정을 개선합니다.

플럭스는 원료와 반응기에서 추출하여 금속에서 불순물을 제거하여 땜납의 습윤을 용이하게 하는 에이전트를 형성합니다. 플럭스에는 부식을 억제하고 납땜 공정을 돕는 화학 물질과 첨가제가 포함되어 있습니다. 용도에 따라 플럭스는 페이스트, 고체 또는 액체 형태가 될 수 있습니다.

그러나 페이스트 형태로든 단독으로든 플럭스를 적용하면 보드에 잔류물이 남습니다. 이러한 잔류물은 시간이 지남에 따라 부품을 점차적으로 저하시켜 PCB를 손상시킬 수 있습니다. 또한 인쇄 기판에 에칭 또는 억제 현상을 일으켜 다른 전기 부품을 가릴 수 있습니다. 따라서 이러한 잔여물을 청소하여 PCB의 배선 억제 및 에칭을 방지하고 다른 전기 부품을 가리지 않도록 해야 합니다.

플럭스 유형

플럭스는 납땜 공정에서 중요한 구성 요소이며, 각각 고유한 특성과 용도를 가진 다양한 유형이 있습니다. 다음은 PCB 어셈블리에서 접하게 되는 주요 유형의 플럭스입니다.

로진 플럭스

이 유형의 플럭스는 소나무에서 추출한 천연 수지에서 추출합니다. 이는 다시 세 가지 하위 카테고리로 나뉩니다.

로진 ® 플럭스

깨끗한 표면에서 사용하며 납땜 후 잔여물이 남지 않습니다.

약하게 활성화된 로진(RMA) 플럭스

이 플럭스에는 솔더 코팅된 랜드와 부품 종단을 청소하는 활성제가 포함되어 있어 용융된 솔더가 주변 영역을 적실 수 있도록 합니다.

로진 활성화(RA) 플럭스

이것은 로진 플럭스 중 가장 활성도가 높으며 납땜 공정 후 상당한 양의 잔류물을 남깁니다.

노 클린 플럭스

이름에서 알 수 있듯이 이 유형의 플럭스는 납땜 공정 후 세척할 필요가 없습니다. PCB의 기능이나 수명에 영향을 미치지 않는 최소한의 무해한 잔여물을 남기도록 설계되었습니다.

수용성 플럭스(유기산 플럭스)

이 플럭스에는 유기 물질과 혼합된 수지가 포함되어 있습니다. 플럭스 활성이 우수하고 납땜 결과가 우수합니다. 산화물과 불순물을 청소하여 납땜 표면을 준비할 수 있습니다. 그러나 제대로 세척하지 않으면 PCB 보드에 오염을 일으킬 수 있습니다.

각 유형의 플럭스에는 장점과 특정 용도가 있으므로 납땜 공정의 요구 사항에 따라 선택해야 합니다. 모든 유형의 플럭스는 어떤 형태로든 잔여물을 남기며, 제대로 세척하지 않으면 부식이나 전기 단락과 같은 잠재적인 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서 적절한 플럭스 제거는 PCB 제조 및 유지보수에서 매우 중요한 단계입니다.

PCB에서 플럭스를 제거해야 하는 이유

플럭스는 납땜 공정의 필수적인 부분으로 산화막 제거를 돕고 땜납의 습윤성을 향상시킵니다. 그러나 플럭스가 남긴 잔류물은 PCB의 성능과 수명을 저하시킬 수 있는 여러 문제를 일으킬 수 있습니다.

PCB에서 플럭스를 제거해야 하는 몇 가지 이유는 다음과 같습니다.

PCB의 신뢰성 향상

PCB의 신뢰성은 청결도에 따라 크게 영향을 받습니다. 플럭스 잔류물은 수상 돌기 성장, 단락, 전기 화학적 이동 및 기생 누출과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 이러한 문제는 보드의 기능과 성능을 저하시켜 잠재적인 고장으로 이어질 수 있습니다. 따라서 회로 기판에서 플럭스 잔여물을 청소하는 것은 기판의 신뢰성을 유지하는 데 매우 중요한 단계입니다.

부식 방지

플럭스 잔류물은 산성이며 주변 공기로부터 수분을 끌어당길 수 있습니다. 이로 인해 시간이 지남에 따라 PCB의 구성 요소를 부식시킬 수 있는 산성 용액이 형성될 수 있습니다. 부식은 민감한 구성 요소를 손상시키고 PCB의 고장으로 이어질 수 있습니다. 따라서 플럭스를 제거하는 것이 부식을 방지하는 확실한 방법입니다.

미적 외관 향상

PCB의 시각적 외관은 제조업체가 수행한 작업의 품질을 반영합니다. 플럭스 잔여물은 PCB에 기름기처럼 보이는 잔여물을 남길 수 있으며, 이는 작업 품질에 대한 의문을 제기할 수 있습니다. 플럭스 잔여물을 청소하면 PCB의 외관이 개선되고 품질에 대한 인식이 향상될 수 있습니다.

컨포멀 코팅으로 접착 문제 방지

컨포멀 코팅은 부식을 방지하기 위해 사용되는 보호 조치입니다. 그러나 코팅 공정 전에 플럭스 잔여물이 PCB에 남아 있으면 코팅이 제대로 부착되지 않을 수 있습니다. 이로 인해 코팅이 들뜨고 벗겨져 공기 중의 수분이 잔류물과 섞여 부식성 산을 형성할 수 있습니다.

수지상세포 성장 방지

플럭스 잔류물에는 공기와 접촉할 때 덴드라트라고 하는 사슬을 형성할 수 있는 이온이 포함되어 있습니다. 덴드라이트는 전도성이 있어 전류 누설이나 단락을 일으킬 수 있습니다. 무청소 플럭스에는 변화가 활성화될 때 소모되는 최소한의 이온 물질이 포함되어 있지만, 플럭스가 활성화되지 않은 경우 PCB를 청소하는 것이 여전히 중요합니다.

납땜 후 PCB에서 모든 흔적의 플럭스를 제거하는 것도 마찬가지로 중요합니다. 이렇게 하면 PCB의 신뢰성과 성능을 유지하고 부식을 방지하며 미관을 개선하고 컨포멀 코팅 및 수지상 성장과 관련된 잠재적인 문제를 방지할 수 있습니다.

PCB에서 플럭스를 청소하는 방법

PCB에서 플럭스를 청소하는 것은 납땜 공정에서 매우 중요한 단계입니다. 플럭스가 남긴 잔류물은 부식을 일으키고 접촉점 사이에 서로 연결된 이온 입자인 덴드라이트를 생성하여 전류 누출을 일으키고 기판을 단락시킬 수 있습니다.

따라서 플럭스를 효과적이고 효율적으로 제거하는 것이 필수적입니다. 다음은 PCB에서 플럭스를 청소하는 몇 가지 방법입니다.

칫솔과 이소프로필 알코올 사용

PCB에서 플럭스를 청소하는 가장 간단한 방법 중 하나는 칫솔과 이소프로필 알코올을 사용하는 것입니다. 방법은 다음과 같습니다:

• 깨끗한 칫솔을 이소프로필 알코올 또는 아세톤 용액에 담급니다.
• 칫솔을 몇 번 튕겨 여분의 솔벤트 용액을 제거합니다.
• 물에 적신 칫솔로 PCB의 플럭스를 부드럽게 문지릅니다. 이소프로필 알코올 또는 아세톤이 플럭스를 녹일 것입니다. 납땜 지점이 부러질 수 있으므로 너무 많은 압력을 가하지 않도록 주의하세요.
• 필요한 경우 모든 플럭스가 제거될 때까지 이 단계를 반복합니다.
• 플럭스가 모두 제거되면 마른 걸레로 깨끗한 부분을 닦아냅니다. 칫솔을 증류수로 닦습니다. 인쇄 회로 기판이 마를 때까지 잠시 기다린 다음 캔 공기로 남은 플럭스 먼지를 불어냅니다.

애시드 브러시 사용

산성 브러시를 사용하여 PCB에서 플럭스를 청소할 수도 있습니다. 절차는 다음과 같습니다:

• 산성 브러시를 잘라 칫솔모의 각도를 조절하여 짧은 쪽과 긴 쪽을 남깁니다. 짧은 쪽은 문지르는 데 이상적이며, 긴 쪽은 손이 닿기 어려운 곳의 플럭스를 제거해야 합니다.
• 솔벤트 용액에 브러시를 적셔 보드에서 플럭스 잔여물을 부드럽게 문질러 닦아냅니다. 플럭스 영역을 직접 적셔도 됩니다.
• 청소한 부분을 닦아 여분의 용제를 말리세요. 이소프로필 알코올은 몇 초 안에 증발하므로 보드를 과도하게 건조시키느라 스트레스를 받을 필요가 없습니다.

폴리 클렌즈 사용

Poly Clens는 PCB에서 플럭스를 청소하기 위해 특별히 고안된 제품입니다. 사용 방법은 다음과 같습니다:

• 충분한 양의 폴리 클렌즈 용액을 용기에 넣습니다.
• 조립된 보드를 용액에 담그고 약 30초 동안 부드럽게 저어줍니다.
• 플럭스가 제거되면 증류수로 회로 기판을 헹굽니다.
• 히트 건으로 PCB를 건조시킵니다.

이 방법은 브러시로 문지르지 않아도 되므로 간단합니다. Poly Clens 솔루션이 모든 작업을 대신 해줍니다.

초음파 세척

초음파 세척은 PCB에서 플럭스를 세척하는 데 사용할 수 있는 또 다른 방법입니다. 초음파의 고주파 진동은 캐비테이션 효과를 일으킵니다. 캐비테이션 효과에 의해 생성된 고강도 충격파는 용접 지점과 미세 균열의 먼지를 분리하고 세척액이 이 먼지를 용해하는 과정을 가속화할 수 있습니다.

PCB에서 플럭스를 청소하는 것은 납땜 작업 자체를 마무리하는 것만큼이나 중요합니다. 청소가 얼마나 불쾌한지 불평할 수도 있지만, 이 가이드에서 소개하는 방법만으로도 PCB를 반짝반짝하게 마무리할 수 있습니다.