PCBA — SMT + 스루홀 조립

IPC-A-610 Class 2 vs. Class 3: 허용 기준 차이

IPC-A-610은 조립된 PCB의 작업 품질 표준을 정의합니다. 등급에 따라 허용 가능한 솔더 조인트 결함의 종류가 달라집니다.

Class 2 (일반 전자 제품). 최소 전기 간격을 침해하지 않는 미세 솔더 브릿지, 솔더 조인트의 제한된 공극(BGA 볼 기준 공극 면적 최대 25%), 일부 외관상 결함을 허용합니다. 소비자용 및 산업용 전자 제품의 대다수가 이 등급에 해당합니다.

Class 3 (고성능 전자 제품). 솔더 브릿지에 대한 무관용 원칙, IPC-7095 기준 BGA 공극 면적 <25%, 스루홀 리드 돌출 요건 강화, 검사 인원의 자격 인증(IPC-A-610 CIS/CIT 자격) 필요. 항공우주, 의료, 안전 필수 애플리케이션에 요구됩니다. 검사 시간이 20~40% 길어지고 보드당 조립 비용이 증가합니다.

소비자 제품에 Class 3을 요청하는 경우는 흔하지만, 불필요하고 비용이 많이 드는 경우가 많습니다. Class 3을 지정하기 전에 실제 최종 제품의 품질 요건을 확인하십시오. 아마존에서 판매하며 불량률 목표가 <0.5%라면, 엄격한 초도 검사(FAI) 프로세스를 갖춘 Class 2로 일반적으로 충분합니다.

BGA 패키지의 AOI vs. X선 검사

AOI (자동 광학 검사). 리플로우 후 카메라 기반 검사. 다음을 효과적으로 감지합니다: 누락 부품, 잘못된 부품 방향, 툼스톤 현상, 가시 리드의 솔더 브릿지, 부품 외형 및 색상 인식을 통한 잘못된 부품 배치. 부품 바디 아래에 숨겨진 솔더 조인트(BGA, QFN, LGA 패키지)는 확인할 수 없습니다.

X선 (2D 또는 CT). 솔더 조인트가 패키지 바디 아래에 완전히 숨겨져 있는 BGA 및 대형 QFN/LGA 패키지에 필수입니다. 2D X선은 공극률과 심각한 솔더 브릿지를 보여줍니다. CT(컴퓨터 단층촬영 / 3D X선)는 상세 공극 분석을 위한 단면 뷰를 제공합니다. CT는 비용이 훨씬 높고 속도가 느리기 때문에, 전수 생산 검사가 아닌 불량 분석에 사용됩니다.

BGA 부품이 포함된 보드는 양산 시 100% 2D X선 검사를 요구하십시오. 강력한 SPC(통계적 공정 관리) 이력이 있는 확립된 공정의 경우, 샘플링 계획(예: 첫 10장 + 이후 50장당 1장)은 허용 가능합니다.

스텐실 두께와 솔더 페이스트 양

스텐실 두께는 페이스트 도포량을 결정하며, 이는 솔더 조인트 품질에 직접적인 영향을 미칩니다.

• 0.12mm 스텐실 (표준): 대부분의 0402 이상 부품과 피치 0.65mm 이상의 QFP에 적합합니다. 신뢰성 있는 리플로우 조인트를 위한 충분한 페이스트 양을 제공합니다.
• 0.10mm 스텐실: 동일 면에 0201 부품과 대형 수동 부품이 혼재하는 보드에 사용합니다. 소형 부품의 페이스트 양을 줄이면서 대형 패드에는 허용 가능한 양을 유지합니다.
• 0.08mm 스텐실: 01005 부품 및 피치 0.4mm QFP/CSP용. 매우 얇은 페이스트 도포 — 최적화된 개구비(면적비 ≥0.66)와 정기적인 스텐실 세정이 필요합니다.

대형 파워 패드(예: QFN 열 패드)가 있는 보드의 경우, 리플로우 중 솔더 공극 및 부품 부유 현상을 방지하기 위해 스텐실 개구부 감소(일반적으로 패드 면적의 50~75%, 격자 패턴)가 필요합니다. 공장의 스텐실 설계 규정이 이를 다루는지 확인하십시오 — 많은 공장이 기본적으로 이를 적용하지 않습니다.

초도 검사(FAI) 절차

FAI는 전체 양산을 진행하기 전에 초도 생산 보드가 사양을 충족하는지 검증합니다. 견고한 FAI 프로세스는 다음을 포함합니다.

1. 육안 검사 — IPC-A-610 Class 2/3 기준 적합성 확인
2. 치수 검사 — 주요 부품 배치의 치수 확인 (픽앤플레이스 오프셋 측정)
3. AOI 전수 스캔 — 유예된 불량 없이 완료
4. X선 검사 — 모든 BGA/QFN 부품 대상
5. 기능 테스트 — 테스트 픽스처 또는 테스트 펌웨어 사용
6. ICT (회로 내 테스트) — 해당 시 적용 (바운더리 스캔 또는 베드-오브-네일스)

공장이 초도 5~10장 이후 양산을 진행하기 전에 FAI 결과에 대한 승인을 요구하십시오. FAI 단계에서 리플로우 프로파일 문제를 발견하는 것은, 보드 500장 조립 후 발견하는 것보다 훨씬 저렴합니다.