Void 불량의 유형...

[땡초도사]

PCB에서 발생할 수 있는 void(공극) 불량은 주로 다음과 같은 형태로 나타나며, 이는 제조 공정에서의 결함으로 인해 발생합니다. void 불량은 전기적 신뢰성과 기계적 강도에 영향을 미칠 수 있습니다.

PCB Void 불량 유형

1. 솔더 보이드(Solder Voids):

   • 솔더 페이스트 보이드(Solder Paste Voids): 리플로우(reflow) 공정 중에 솔더 페이스트 내의 휘발성 물질이 증발하면서 공극이 형성되는 경우.
   • 솔더 볼 보이드(Solder Ball Voids): BGA(Ball Grid Array)와 같은 패키지에서 솔더 볼 내부나 솔더 볼과 패드 사이에 공극이 형성되는 경우.

2. 플레이팅 보이드(Plating Voids):

   • 비아 보이드(Via Voids): 비아 홀 내부에 구리가 균일하게 도금되지 않아 공극이 형성되는 경우.
   • 스루 홀 보이드(Through-Hole Voids): 스루 홀 도금 과정에서 구리가 완전히 채워지지 않아서 공극이 생기는 경우.

3. 내층 보이드(Inner Layer Voids):

   • 절연층 보이드(Insulation Layer Voids): 라미네이션(lamination) 공정 중 절연층 사이에 공극이 생기는 경우.

Void 불량의 원인

1. 재료 결함:

   • 솔더 페이스트나 플럭스의 품질 문제.
   • 도금 용액의 불순물.

2. 제조 공정 문제:

   • 리플로우 프로파일의 부적절한 설정.
   • 도금 공정의 불균일성.
   • 라미네이션 공정 중 압력이나 온도의 불균일.

3. 디자인 문제:

   • 비아의 설계 부적합.
   • 패드 크기나 형상의 불균일.

Void 불량의 영향

• 전기적 신뢰성 저하: 공극으로 인해 전기 저항이 증가하고 전기적 연결이 불안정해질 수 있습니다.
• 기계적 강도 저하: 공극이 있는 부위는 기계적 강도가 약해져 열이나 외부 스트레스에 의해 쉽게 손상될 수 있습니다.
• 열적 성능 저하: 공극이 열 전달을 방해하여 열적 성능을 저하시킬 수 있습니다.

Void 불량의 검출 방법

1. X-ray 검사: X-ray 이미징을 통해 PCB 내부의 공극을 시각화하여 검출합니다.
2. 단층 촬영(CT) 검사: 고해상도의 3D 이미지를 통해 공극의 위치와 크기를 정확하게 확인합니다.
3. 초음파 검사(Ultrasonic Inspection): 초음파를 이용해 PCB 내부의 결함을 검출합니다.

Void 불량의 예방 방법

1. 제조 공정 최적화:

   • 리플로우 프로파일을 최적화하여 솔더 보이드 발생을 최소화합니다.
   • 도금 공정의 균일성을 유지하고 적절한 도금 용액을 사용합니다.

2. 재료 관리:

   • 고품질의 솔더 페이스트와 플럭스를 사용합니다.
   • 도금 용액의 순도를 유지합니다.

3. 설계 개선:

   • 비아 및 패드 설계를 최적화하여 도금 및 솔더링 품질을 향상시킵니다.

4. 품질 검사 강화:

   • 정기적인 X-ray 및 CT 검사를 통해 초기 단계에서 결함을 발견하고 수정합니다.

이와 같은 방법들을 통해 PCB void 불량을 최소화하고 PCB의 신뢰성과 성능을 향상시킬 수 있습니다.