납땜 신뢰성과 우리나라 전자 산업....^^ - 회로

글쓴이
sysop2
등록일
2002-08-22 05:54
조회
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몇가지 제 경험과 납땜 신뢰성에 대한 몇가지 짧은 글을 올려보려 합니다.

첫번째 납땜이란? PCB의 동박과 배선 또는 부품의 단자를 기계적, 전기적으로 결합
하기 위하여 땜납을 사용하여 땜납과 동박 사이에 합금층을 형성, 이를 이용하여
제품 또는 필요한 회로를 완성하는 기술입니다.

두번째 납땜의 종류? 크게 전자제품을 제조하는 공정에서는 수납땜(수작업으로
인두기를 이용)과 SMD(표면실장) 부품의 결합을 위한 Reflow 납땜이 있으며,
그리고 납조를 이용한 Wave Soldering등이 있습니다.

수납땜을 세분화 하면 일반 인두기 작업과, 고주파 인두기를 사용한 작업 그리고
열풍기를 사용하는 작업과 간이 납조를 이용한 작업, 발열 Plate를 사용한 작업
등이 있으며, 이러한 수납땜은 기계로 할수 없는 이형부품의 접합 또는 제품의 수리
등에 사용됩니다.
수납땜에 있어 작업상 주의 사항은 부품에 적합한 인두 Tip의 선택과 적절한 온도의
Setting 및 관리, 그리고 적절한 수납땜용 땜납의 굵기 및 성분비의 선택, 인두 Tip
의 세척용 Sponge의 수분관리와 양산품질 확보를 위한 인두기 온도에 대한 Parameter
관리등이 중요 관건이며 추가적으로 작업자의 숙력도와 작업환경 또한 고려 대상
입니다....^^;

Reflow 납땜의 경우 열풍식, 적외선식, 열풍/적외선식, 그리고 최근 등장한 질소환경
하의 납땜, Leadless Type의 무연납땜등 그 종류와 가지수는 점차 늘어나고 있는 추세
이며 이는 전자제품의 소형화 및 부품의 소형화에 의하여 필요에 의해서 신기술이
개발되고 있는 실정입니다.
Reflow 납땜의 작업상 주의 사항은 열풍식의 경우를 예로 들면 Reflow 내부의 구획간
(Reflow 납조의 경우 각각 예열구간부터 시작해서 냉각구간까지 많게는 7~8구간으로
나누어 지기도 합니다)풍향과 풍속, 그리고 제품의 Board상 열스트레스의 분포와
Creamsloder의 조성비와 입자의 굵기 부품간의 간격과 부품이 안착되는 Land Size,
인쇄된 Creamsloder 용적비와 높이, Bear Board의 청결상태와 부식정도, 부품의
Moisture 관리와 Reflow 내부의 온도 Profile의 적절성과 외부 온습도의 영향과
Operator의 숙련도 및 Chip Mounter의 정밀도, 진동과 충격등 이외에도 여러가지
요인에 의해서 문제가 발생하기도 합니다.....^^;

Wave Soldering의 경우 일반적으로 Lead가 길게 나온 저항등 Axial부품과 Radial부품
을 자삽(자동화 삽입설비)기를 통하여 삽입한후 납조에 Solder Bar를 녹여 납물을
곡선을 따라 순환시키고 그 표면은 PCB Board와 접촉시켜 Lead와 Land에 땜납이 형성
되도록 하는 작업으로서 아직도 대형 가전제품의 경우 많이 사용하는 방식입니다.
Wave Soldering의 작업상 주의 사항은 예열구간의 온도관리 와 Flux의 분사 방식 및
시간 납조의 높이와 시간 냉각구간의 시간과 온도 및 진동, 충격등이 있습니다...^^;

위에 나열한 내용은 급한데로 머리속에서 떠오를는 내용을 정리한 것이며 각각의
검사 및 관리 방법에 대한 Manual민 대학교 전공서적 두께의 책자를 시리즈로 이루어
야 할 정도의 분량입니다.....^^;

국내에도 몇몇 기업의 전문가 분들과 일본 설비업체등과의 제휴를 통해서 우리나라의
기술력은 무시못할 정도이나 이는 일반 민생가전기기 및 소형전자 제품에 국한된 것이고
군사목적 또는 우주산업에 적용되는 초정밀 고신뢰도 기술의 경우 미흡한 부분이 없지
않아 있습니다.

납땜의 신뢰성의 확보와 작업 품질, 양산품질의 확보는 모든 전자기기 제조업체의 숙제
이기도 하며, 이를 자칫 잘못 관리할 경우 커다란 품질문제를 야기하여 기업에 엄청난
손실을 안겨주기도 하는 중요한 공정기술입니다.

요즘에야 설비들이 많이 좋아져서 별관심 두지 않고도 좋은 상태의 납땜상태를 얻기 쉽지만
그것을 위해서 얼마나 많은 전문가분들의 실험과 과학자들의 노력이 필요했는가는 두말할
나위도 없겠습니다.....^^;

요즘 이공계 기피현상에 따라 기능공과 기술자를 무시하는 행태가 나타나는 것이 사실
입니다. IT 업종에서 특히 인터넷 공간에서의 산업만 고급산업으로 인식하는 세태가 안타까운
실정입니다만. 그 기반에는 이러한 기반기술에 목말라하는 기업이 있다는 사실을 많은
사람들이 알아주었으면 합니다.

또한, 최근 벤처붐이 일어나면서 우우죽순으로 일어선 기업들이 항상 부딧치는 벽이 몇가지
있습니다. 벤처기업 들은 우수한 두뇌와 창의적인 발생으로 좋은 아이디어
제품를 창조해 내고 설계를 하며 프로그램을 하지만 실제 제품의 제조에 있어서는
많은 어려움을 격게된다는 말씀입니다. 대부분의 벤처들이 양신 직전의 제품을
바라보며 울부짓는 단어가 "양산돌파, 품질확보" 이것입니다.

첫번째 벽은 회로설계와 프로그램 설계가 끝났다하더라도 기구물 즉, 겉 디자인에 대한 설계가
쉽지 않다는 것을 느낀다는 것입니다. 대부분 CEO가 전자/전기 또는 전산 분야가 많은 우리
벤처기업들은 기계분야에 대하여 취약할 수 밖에 없고 이러한 분야를 외주, 수탁 개발하다
보면 양산일정이 지연되는 아픔을 격게됩니다.
한창 전기/전자/전산분야에 붐이 일어난 80년초부터 우리는 한가지 우수한 인재를 사장해
버렸으니 그는 곧 초정밀 금형기술을 가진 전문가의 층이 얇아졌다는 것입니다.
전기/전자/전산 분야는 누가 좀더 최신기술을 가지고 있느냐가 관건이라면 이러한 기계분야는
누가 더 많은 경험과 기능/기술을 가지고 있느냐가 평가 기준이 되는 것을 우리사회는 관과한
것입니다.

두번째 벽은 양산기술의 확보에 어려움을 격게된다는 점입니다. 기구설계와 기구물이 몇수십번에
걸친 금형 Try에 의하여 어찌어찌 양산이 가능한 상태까지 왔다하더라도
그리고 설계는 정말 누가봐도 획기적으로 했을 지는 몰라도 실제 양산에 들어가서는 작업자의
작업조건과 설비의 조건등과 또한번 사투를 벌여야한다는 것입니다.
대부분 실수하는 것이 설계하기 좋게 그리고 사용자의 입장에서 사용하기 좋게 설계하는데
주안점을 두었을 뿐이지 제조/양산하기 쉽게 그리고 수리하기 쉽게 설계하지 않는다는 것입니다.
이런저런 사소한 문제점들을 해쳐나가는데 또 몇주일 이 지연되기 십상이라는 것입니다.
이러한 것은 충분한 모의양산 Test에서 공정의 작업속도와 작업자의 작업조건 사용치공구의
적절함과 평가, 전체적인 공정의 발란스를 잡아주어야 해결되는 것이므로 이러한 것은 누구도
알려주지 않는 경험에서 비롯되는 Knowhow 인것을 관과하는 것입니다.

세번째 벽은 품질입니다. 앞에서 언급한 두가지 벽을 뚫고 양산돌파를 이루었다할지라도 이글의
주제인 납땜의 신뢰성을 포함한 제품 전체의 사용자 대응 신뢰성이 부족하다면 시장에 뿌려진
제품들은 3개월 내지 6개월내에 다시 자기가 태어났던 곳으로 돌아와 수술을 받기 마련입니다.
많은 벤처기업들은 수출 Model의 설계시 사용자의 수준을 염두하지 않는 다는 점입니다.
미주에 수출할 제품이라면 그지역 사람들에 맞는 터프함이 제품이 녹아 있어야 하며,
유럽지역에 수출할 제품이라면 그지역 사람들에 맞는 세심한 제품설명과 사용자 오류방지를 위한
안내가 충분히 배려되어야 하고 일본이나 중국 아시아에 수출할 제품이라면 그지역 사람들에 맞는
호기심을 억제할 수단이 제품에 포함되어야 한다는 것입니다.

미주지역의 경우 사용자가 제품의 강도를 배려하지 않고 사용하는 경우가 대부분입니다.
사용자는 사용 메뉴얼보다는 내가 사용하고 싶은 조건에 제품이 맞추어 주기를 원하지 제품에
사용자가 따라가기을 원하지 않습니다. 말그대로 그 커다란 손에서 나오는 내공과 외공의 힘을
제품이 고스란히 받아 이겨내 주기를 원하지요.

유럽지역의 경우 의외로 영어에 약하여 자국언어로 된 메뉴얼이 아니면 좀 통용되기 쉽지
않습니다. 대부분 수출 Model의 메뉴얼을 영문한가지로 통일하여 제조하는 경우가 많은데 이는
시장에서의 많은 넌센스 콜을 일으키는 원인이 되기도 합니다.
상세한 메뉴얼과 쉬운 안내서, 그리고, 해당국가의 언어를 사용하는 다국어 시스템의 메뉴얼이
추가되지 않는 이상 불량 아닌 불량으로 인하여 제조한 기업은 비용을 지출하게 되는 것입니다.

아시아 지역의 경우 서비스망이 불충분하기 때문에 제품에 약간에 문제가 생기면 현지에서 분해
수리를 시도하는 경우가 많습니다. 이것을 방지하기 위해서야 분명 서비스망이 갖추어져야 하겠
지만 사용자 임의분해가 꼭 제품에 문제 때문에 발생하는 것 만은 아니기 때문에 일반 공구로
분해하기 어렵도록 하는 임의분해 방지용 결합구조가 필요합니다.

아 쓰다보니 장문이 되어 버렸습니다.....^^;

내용은 항상 제글이 그렇듯이 허접하기 이를데 없군요....^^;

가끔 이런글을 쓸때면 느끼는 것이지만, 우리나라가 이렇게 눈부시기 발전할 수 있었던 기반은

길바닥을 파헤치며 고속도로를 뚫고, 항구와 공항을 건설했던 기술/기능공 덕분이라는 것을

많은 사람들이 잊고 살아가고 있다는 것입니다. 물론 현시점에서 우리에게 부를 안겨다 주는

것은 IT 산업이지만 그 기반에는 이공계 계열 출신의 기술자 분들과 공과계열 고교를 졸업하시고

산업현장에서 땀을 흘리셨던 기능공 덕분임을 잊지 말아야 할 것입니다....^^;

저 조차도 공고 출신이며, 사회에 나와서 대학은 산업경영학과를 주경야독하며 졸업했지만,

남는 것은 기능/기술자 분들에 대한 적절하지 않은 대우와 인식에 안타까울 따름입니다.


그럼 장문을 잃어주신 분들께 감사드리며.....^^;
 
자유게시판 08/02/2002
디펜스코리아(defence.co.kr) 에서 퍼온글 (?)

http://www.scieng.net/zero/view.php?id=freeboard&page=20&category=&sn=off&ss=on&sc=on&keyword=&select_arrange=headnum&desc=asc&no=2370

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