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커넥터 제품에서 블리스터링 대처법

블리스터링(Blistering) 발생 원인

커넥터 제품에서 솔더링 이전에 흡수된 습기는 이후 공정에서 고온 환경에 노출되기 때문에 매우 중요합니다. 플라스틱 커넥터에 남아있는 습기와 기체의 증기압은 솔더링 중에 고온에 노출되면서 급격히 증가합니다. 증기압이 커넥터의 벽면의 강도를 초과하게 되면 상승된 증기압이 벽면을 뚫고 분출하는 현상이 발생합니다. 이 분출 현상을 통상적으로 “블리스터” (Blister) 라고 부르며, 이는 플라스틱 수지내에 포함된 여러가지 휘발성 물질(베이스 폴리머, 인화 억제제, 기타 첨가물 등)의 급격한 방출로도 발생할 수 있습니다. 이 때, 재질의 녹는점 부근에서 휘발성 물질의 증기압이 자료의 강도보다 높아지면서 발생합니다.


플라스틱 부품의 블리스터링 예시

왜 블리스터링이 문제시 되고 있습니까?

무연 솔더링 기술이 발전하면서 솔더링 오븐의 온도가 최고 20°C까지 증가되었습니다. 따라서 솔더링의 최고 온도는 사용되는 플라스틱 수지의 HDT 또는 녹는점에 매우 근접합니다. 따라서 이전에는 블리스터링이 발생하지 않은 수지일지라도 소량의 흡수된 습기가 급격히 방출되면서 블리스터링이 발생할 수 있습니다.

모든 폴리아미드는 아미드 결합 때문에 습기를 흡수합니다. 폴리아미드가 습기를 흡수하는 정도는 폴리머 사슬의 길이에 대한 아미드 결합수에 비례합니다. Stanyl의 경우 한 사슬당 아미드 결합의 수가 매우 높습니다. 따라서 Stanyl은 기계적 강도, 내구성, 온도 저항력 등이 우수하지만 습기가 많은 환경에서는 습기를 흡수할 가능성이 높습니다. 다른 폴리아미드는 비교적 습기를 덜 흡수하지만 흡수력이 낮은 폴리아미드 일지라도 습기를 흡수하게 마련입니다. 고온 솔더링, 특히 무연 솔더링의 경우 어떠한 폴리아미드의 경우에도 블리스터링이 발생합니다. 첨가물 및 휘발성 물질도 최고 온도에서 블리스터링의 원인이 될 수 있습니다.

블리스터링은 LCP에서도 발생하지만 서로 다른 원인으로 발생하기 때문에 불규칙적이고 예측불허입니다. 매우 얇은 연결 부위(0.1mm급)에 LCP가 사용될 경우 블리스터링이 흔히 발생합니다. 자재에 따라서는 regrind를 사용할 경우 블리스터링이 심각할 정도로 많이 발생할 수 있습니다. PA9T는 regrind 사용시 블리스터링을 발생시킵니다. 자세한 정보는 여기를 클릭하십시오.

260°C 최고 PCB 온도에서 mPGA 소켓 하우싱 및 상용 커넥터에 발생한 블리스터링

대부분의 커넥터가 생산 조립되고 있는 아시아 국가들의 환경과 같은 높은 습도와 공정중의 높은 온도에 노출되면 대부분의 수지에는 블리스터링이 발생합니다.

Stanyl 부품의 블리스터링의 유일한 원인은 습기이므로 최고 온도에 도달하기 전에 습기가 제거되거나 부품에서 방출되면 블리스터링이 발생하지 않습니다.

표면 실장형 IC 패키지에서 블리스터링 문제가 확인된 후 재발 방지를 위해 습도 민감도 및 패키지 요구 사항을 위한 JEDEC 업계 표준이 수립되었습니다.

블리스터링 제거 방책

Stanyl은 다른 제품에 비해 고유의 높은 HDT 및 솔더링 온도에서 강도(modulus)가 높기 때문에 무연 솔더링의 고온을 문제 없이 견뎌낼 수 있습니다.
0.5mm 두께의 이상의 Stanyl 부품은 특정 디자인 및 환경 요인에 따라 블리스터링이 발생할 수 있습니다. 다음과 같은 방법을 사용하면 블리스터링을 피할 수 있습니다:

• 솔더링 전 커넥터 제품을 예비 건조시킵니다.

• 커넥터 부품 제조 후 즉시 습기 방지가 되 도록 포장합니다 .

PPA, PA6T, PA9T 등의 블리스터가 발생할 확률이 비교적 적은 자재도 위험한 것은 마찬가지입니다. 완전한 보안 및 품질 보증을 위해서 주의 사항을 따르는 것은 필수입니다. 특히 무연 솔더링을 사용할 때 중요합니다. 습기 방지 포장의 경우는 동일하지만, 예비 건조의 경우 다른 수지가 Stanyl에 비해 수분 방출 속도가 보다 느리기 때문에 건조 작업이 더 오래 걸릴 수도 있습니다.

커넥터 제품의 블리스터링은 중요한 문제로 대두되었고, 현재는 대부분 수지원료의 경우 해결책이 수립되어 있습니다. 선도적인 커넥터 부품 제조 업체는 표준화된 주의 사항을 따르는 것이 가장 좋은 예방책이라는 것에 동의합니다. 따라서 플라스틱 수지 선택에 있어서 주요 고려 사항이 블리스터링 문제로부터 커넥터의 내구기간 동안의 재질의 적합성으로 변하고 있습니다.  Stanyl의 커넥터 요구 사항에 대한 전체 성능 및 시스템 비용 절약의 잠재력은 다른 수지에 비해 월등합니다.

디자인이 블리스터링에 미치는 영향

부품 두께는 수분 흡수율 및 블리스터링 발생 빈도에 많은 영향을 미칩니다.
0.5mm 이하의 두께로 제조된 Stanyl 부품의 습기는 솔더링 공정의 예비 가열 과정에서 방출됩니다. 이 경우 모든 방식의 솔더링 공정에서 최고 온도로 가열되어도 블리스터링이 발생하지 않습니다.
보다 두꺼운 부품(>0.5mm)의 경우 블리스터링이 발생할 수 있습니다. 블리스터링의 발생 가능성은 솔더링 환경 및 디자인 요소에 따라 결정됩니다. DSM은 그러한 부품에서 블리스터링의 발생을 예측할 수 있는 기술을 개발했습니다. DSM의 디자인 지원과 함께 블리스터링의 위헌성을 제거하거나 분명히 규명할 수 있습니다. 보다 자세한 정보를 원하시면 해당 지역 지사로 연락하십시오.

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