전자부품 제조 기초

원판을 안 만드는데 왜 구조를 배우나

부울경 전자 업체 대부분은 PCB 원판(베어보드)을 직접 만들지 않아요. 경기·인천이나 중국에서 받아 부품을 얹는 일(PCBA) 을 합니다. 창원·김해의 자동차 전장(ECU·센서·모터 드라이버), 부산·양산의 산업기계 제어반, 조선기자재 제어카드가 대표적이에요.

그래도 구조를 알아야 하는 이유가 있습니다.

• 보드가 휘거나 층이 뜨면 원판 문제인지 우리 공정 문제인지 가려야 클레임이 정리됩니다.
• 리플로우 온도를 정할 때 두께와 층 수가 열용량을 결정합니다. 같은 프로파일이 4층에서는 맞고 8층에서는 냉납이 나요.
• "이 패드는 왜 납이 안 붙나"의 답은 대부분 솔더마스크와 표면처리에 있습니다.

PCB는 무엇으로 만들어졌나

FR-4가 표준입니다

FR-4 = Flame Retardant type 4, 유리섬유 직물에 에폭시 수지를 먹인 난연 소재예요. 일반 표준 두께는 1.6mm이고, 얇은 보드는 0.8~1.2mm를 씁니다.

중요한 숫자가 Tg(유리전이온도) 입니다. 이 온도를 넘으면 판이 물러져요.

> 무연 납으로 바뀌면서 리플로우 피크가 245도 안팎까지 올라갔습니다. 저 Tg 자재에 무연 프로파일을 태우면 층간 박리(delamination)와 휨이 납니다. 자재 사양서에서 Tg를 먼저 확인하세요.

동박 두께는 oz로 말합니다

1 oz   = 1제곱피트에 구리 1온스를 편 두께 = 약 35um
0.5 oz = 약 18um   내층 신호층에 흔함
2 oz   = 약 70um   대전류 패턴, 전원부, 모터 드라이버

동박이 두꺼우면 전류를 많이 흘리지만 패턴 간격을 좁히기 어렵고 에칭 정밀도가 떨어집니다. 그래서 아무 데나 두껍게 하지 않아요.

단면·양면·다층

층이 늘어나는 이유는 배선 공간 때문만이 아닙니다. 통짜 그라운드 층(GND Plane) 을 넣으면 노이즈가 줄고 임피던스가 안정돼요. 그래서 고속·고주파 회로는 층 수가 늘어납니다.

스택업 읽기

4층 1.6mm 보드 스택업 예

  L1  Top       동박 35um (1oz)      부품·신호
  ------ 프리프레그 0.2mm ------
  L2  GND       동박 18um            통짜 그라운드
  ------ 코어 1.1mm ------
  L3  POWER     동박 18um            전원 플레인
  ------ 프리프레그 0.2mm ------
  L4  Bottom    동박 35um            신호·일부 부품

  절연층 합계   = 0.2 + 1.1 + 0.2 = 1.5mm
  동박·도금 합계 = 35 + 18 + 18 + 35 um = 106um = 약 0.1mm
  총 두께       = 약 1.6mm

층 번호는 언제나 위(부품면)부터 셉니다. 도면에 L1이라고 적혀 있으면 Top이에요. 원판 업체에 층을 뒤집어 발주하면 전량 폐기입니다.

비아 — 층과 층을 잇는 구멍

구멍의 종횡비(Aspect Ratio)에도 한계가 있어요.

드릴 지름 0.3mm, 보드 두께 1.6mm
  종횡비 = 1.6 / 0.3 = 5.3 : 1

일반 양산 한계는 대략 8:1 ~ 10:1
  넘어가면 구멍 속 도금이 얇아져 크랙·단선

> 비아 인 패드를 막지 않은 도면이 신입 설계에서 가장 흔한 사고입니다. SMT 라인에 올리면 페이스트가 구멍으로 빠져 그 부품만 전부 냉납이 나요.

패드와 솔더마스크

패드 주변을 솔더마스크가 어떻게 덮느냐로 두 가지가 나뉩니다.

인접 패드 사이에 남는 가는 마스크 띠를 솔더마스크 댐이라고 해요. 파인 피치에서 이 댐이 너무 얇으면 인쇄·리플로우 때 무너져 브릿지로 이어집니다.

표면처리 — 납이 붙느냐를 결정합니다

> OSP 보드를 창고에 오래 두면 납이 안 붙습니다. 유효기간(보통 개봉 후 수개월, 사양서 확인)을 라벨로 관리하세요. "재고니까 그냥 쓰자"가 라인 전체 냉납으로 돌아옵니다.

취급 — 여기서 불량이 만들어집니다

• 맨손으로 패드를 만지지 않습니다. 지문의 염분·유분이 납땜을 막고, 시간이 지나면 부식합니다. 장갑(ESD 장갑) 또는 보드 가장자리만 잡기.
• 보드를 겹쳐 쌓지 않습니다. 상판의 부품이 아래 보드 패드를 긁어요. 매거진 랙이나 슬립시트를 씁니다.
• 보드는 습기를 먹습니다. 진공 포장이 뜯긴 채 오래 방치된 보드는 리플로우에서 층간 박리·부풀음이 납니다. 다층·두꺼운 보드일수록 심해요.
• 정전기 관리 대상입니다. 베어보드 자체는 괜찮지만 부품이 실장된 보드(PCBA)는 ESD 민감 제품이에요.

첫 주 체크리스트

• 우리 라인에서 가장 많이 도는 보드의 층 수·두께·Tg 등급
• 그 보드의 표면처리 종류와 유효기간 관리 방법
• 베어보드 보관 장소와 포장 상태(진공 포장 개봉 여부)
• 보드를 잡는 올바른 방법(가장자리 파지)을 직접 해봤다
• 도면에서 L1이 어느 면인지 확인했다

순서를 모르면 불량 원인을 못 찾습니다

SMT 라인에서 불량이 나면 제일 먼저 묻는 말이 "어느 공정에서 만들어진 거냐"예요. 냉납은 리플로우 문제 같지만 절반은 인쇄에서 이미 결정돼 있고, 툼스톤은 마운터 문제 같지만 대개 패드 설계와 페이스트 양 문제입니다.

순서와 각 공정이 무엇을 결정하는지를 알아야 원인을 되짚을 수 있어요.

라인 전체 흐름

[로더] → [인쇄기] → [SPI] → [마운터 1] → [마운터 2] → [리플로우] → [AOI] → [언로더]
          스텐실     인쇄     칩부품       이형부품     납 용융     외관
          + 스퀴지   검사     고속         정밀

  (양면 보드면 뒷면부터 위 과정을 한 번 더)
        ↓
[DIP·수삽] → [웨이브 또는 셀렉티브 솔더링] → [세정] → [ICT / FCT] → [라우터·분판] → [포장]

부울경 중소 라인은 SPI와 실장 후 AOI가 없는 곳도 많아요. 그러면 불량이 리플로우 뒤에야 발견되고, 그때는 이미 리워크입니다.

1. 솔더페이스트 인쇄 — 여기서 승부가 납니다

스텐실(금속 마스크)의 뚫린 구멍으로 페이스트를 밀어 넣어 패드 위에 얹는 공정이에요.

면적비(Area Ratio) — 미세 부품의 생사

개구가 작아지면 페이스트가 개구 벽에 붙어 안 떨어집니다. 이걸 숫자로 판단하는 게 면적비예요.

면적비 = 개구 바닥 면적 / 개구 벽면 면적
       = (L x W) / (2 x (L + W) x T)

[정상]  개구 0.50 x 0.50 mm, 스텐실 T = 0.12 mm
   = 0.25 / (2 x 1.00 x 0.12) = 0.25 / 0.24 = 1.04   OK

[위험]  개구 0.25 x 0.25 mm, 스텐실 T = 0.12 mm
   = 0.0625 / (2 x 0.50 x 0.12) = 0.0625 / 0.12 = 0.52   NG

관리 기준 : 면적비 0.66 이상
   미달이면 -> 스텐실을 얇게 하거나, 스텝 스텐실 / 나노 코팅 검토

> 01005 같은 초소형 부품을 새로 받았는데 유독 냉납이 잦다면 스텐실 두께부터 계산해보세요. 인쇄기 조건을 아무리 만져도 면적비가 부족하면 안 됩니다.

페이스트 관리

• 냉장 보관(대개 0~10도). 사용 전 밀봉 상태 그대로 4시간 이상 상온에 두어 온도를 맞춥니다. 차가운 병을 바로 열면 결로가 생겨 수분이 섞여요.
• 상온 복귀 후 규정대로 교반합니다. 과교반은 분리와 점도 저하를 부릅니다.
• 스텐실 위 페이스트는 연속으로 굴려야 합니다. 오래 방치되면 용제가 날아가 굳어요. 라인 정지 시 회수 규칙을 정해두세요.
• 개봉일·투입일을 병에 적고 선입선출. 회수 페이스트와 신품을 섞는 비율도 규칙으로 정합니다.

2. 마운터(칩 마운터) — 정확히 그 자리에

• 부품 교체(릴 교체) 때는 부품번호·릴 라벨·피더 슬롯 3개를 대조합니다. 바코드 스캔으로 강제하는 게 확실해요.
• 극성 부품(다이오드·전해 커패시터·IC·커넥터)은 테이프 안 방향까지 확인합니다. 재테이핑된 부품은 방향이 뒤집혀 오는 일이 있어요.
• 낙하 부품(바닥에 떨어진 부품)은 재사용 금지가 원칙입니다. 주워서 다시 넣지 마세요.

3. 리플로우 — 4구간 프로파일

오븐 안을 지나며 온도가 올라갔다 내려옵니다. 그 곡선을 프로파일이라고 해요.

온도(C)
 250 |                          ___
     |                        _/   \_             3. 리플로우 (피크 235~250)
 217 |- - - - - - - - - - - -/- - - -\- - - - -   SAC305 융점 217
 200 |               _______/          \
     |        ______/                   \         4. 냉각
 150 |     __/   2. 균열(Soak)            \
     |   _/      150~200C, 60~120초        \
  25 |__/  1. 예열 1~3C/s                   \____
     +---------------------------------------------> 시간
        0        60        150       210      270초

무연과 유연은 온도가 다릅니다

> 무연으로 바뀌며 피크가 20~30도 올라갔습니다. 그 대가로 부품 흡습(MSL)과 보드 Tg 문제가 심각해졌어요. 흡습 문제는 경력편에서 다룹니다.

프로파일은 제품마다 다시 잡습니다

• 열전대를 보드 가장자리·중앙·대형 부품 옆·소형 부품 옆 등 3~5점에 붙여 실측합니다. 오븐 설정값이 아니라 보드 위 실제 온도가 기준이에요.
• 같은 보드라도 부품 배치·층 수·구리 면적이 다르면 곡선이 달라집니다. 신제품·자재 변경·오븐 정비 후에는 반드시 재측정하세요.
• 측정 결과는 부품 제조사 사양서의 허용 프로파일(J-STD-020 계열) 안에 들어와야 합니다.

4. SMT와 DIP는 무엇이 다른가

두 방식은 섞여 있습니다. SMT를 먼저 다 끝내고, 큰 커넥터나 전원 부품만 DIP로 붙이는 구조가 일반적이에요.

대표 불량 4가지

> 네 가지 모두 "원인이 한 공정에 있지 않다" 는 게 공통점입니다. 냉납이 났다고 오븐만 만지면 다음 로트에서 또 나요. 인쇄 → 실장 → 리플로우 순서로 되짚는 습관을 들이세요.

첫 주 체크리스트

• 우리 라인의 장비 순서와 각 장비 이름을 순서대로 말할 수 있다
• 페이스트 냉장고 위치, 상온 복귀 규칙, 개봉일 표기 방법
• 스텐실 클리닝 주기가 우리 제품에서 몇 장인지
• 릴 교체 시 부품번호·라벨·슬롯 대조 절차
• 리플로우 프로파일 기록이 어디에 보관되는지
• 냉납·툼스톤·브릿지·솔더볼 실물 사진 한도견본을 봤다

보이지 않고, 느껴지지도 않는 불량

문고리에서 따끔한 정도는 누구나 압니다. 문제는 사람이 못 느끼는 수백 볼트로도 반도체는 죽는다는 거예요. 라인에서 아무 일 없었던 것처럼 지나가고, 검사도 통과하고, 고객이 쓰다가 몇 달 뒤에 고장 납니다.

자동차 전장 부품이면 그 결과가 리콜이에요. 부울경 전장 협력사에서 ESD 관리를 유난히 엄격하게 요구받는 이유입니다.

정전기는 어떻게 생기나

박리 대전이 가장 무서워요. 커버테이프를 벗기는 순간 수천 볼트가 생기는데, 라인에서 하루에 수백 번 일어나는 동작입니다.

사람이 얼마나 대전되나

건조할수록 심해집니다. 아래는 널리 인용되는 참고치예요.

같은 동작인데 습도만으로 수십 배가 갈립니다. 겨울에 난방을 돌려 습도가 20% 아래로 떨어지는 부울경 공장에서 ESD 불량이 몰리는 이유예요.

사람은 언제부터 느끼나

약  3,000V 이상  ->  따끔함을 느낌
약  5,000V 이상  ->  탁 하는 소리가 들림
약 10,000V 이상  ->  스파크가 눈에 보임

즉, 못 느낀 방전 = 3,000V 미만
그런데 소자는 100V 대에서도 죽습니다.

> "따끔한 적 없으니 괜찮다"는 근거가 되지 못합니다. 느끼지 못한 방전이 훨씬 많고, 그게 대부분의 ESD 불량이에요.

소자는 얼마에서 죽나

인체대전모델(HBM) 기준으로 자주 인용되는 값입니다.

부품 사양서에는 HBM 등급이 적혀 있어요. 등급이 낮을수록 약합니다.

진짜 무서운 건 잠재 불량입니다

> ESD 관리를 하는 진짜 이유는 잠재 불량입니다. 즉시 파괴는 우리 손해로 끝나지만, 잠재 불량은 필드 클레임과 리콜로 돌아와요. 그리고 원인 추적이 거의 불가능합니다.

방어는 세 가지뿐입니다 — 접지·차폐·중화

부도체는 접지가 안 됩니다. 전하가 표면에 갇혀 흐르지 않기 때문이에요. 그래서 이오나이저가 필요합니다.

접지 저항 관리값

널리 쓰이는 관리값입니다(IEC 61340-5-1 계열). 사업장 기준서에 명시된 값을 우선하세요.

> 리스트 스트랩 코드 안에는 1MΩ 직렬 저항이 들어 있습니다. 감전 방지용이에요. 저항을 빼거나 코드를 접지선에 직접 물리면 정전기는 잘 빠지지만 사람이 위험해집니다. 절대 개조하지 마세요.

측정은 매일 합니다. 밴드 자체는 멀쩡해 보여도 코드 내부 단선이 흔해요. 입실 전 데일리 체커로 손목·신발을 찍고 통과해야 문이 열리는 구조가 가장 확실합니다.

이오나이저 관리 — 켜두기만 하면 되는 게 아닙니다

습도 관리가 가장 값싼 대책입니다

• 라인 상대습도 40~60% 유지가 목표예요.
• 겨울 난방으로 20% 아래로 떨어지면 대전 전압이 열 배 이상 뜁니다.
• 온습도 기록계를 라인에 두고 일별 기록을 남기세요. 불량이 몰린 날과 습도 그래프를 겹쳐보면 원인이 바로 보입니다.

자주 하는 실수

외국인 동료와 함께 일할 때

부울경 SMT 라인은 E-9·F-4 인력 비중이 높습니다. ESD는 눈에 안 보이고 즉시 결과가 안 나오기 때문에, 이유를 설명하지 않으면 반드시 안 지켜져요.

• 왜 하는지를 실물로 보여주세요. 정전기 측정기로 본인 몸의 전압을 찍어 숫자를 보게 하면 태도가 바뀝니다.
• 표지는 그림 + 모국어 병기. 글로만 붙은 규정은 읽히지 않습니다.
• 말로 지키게 하지 말고 설비로 막으세요. 데일리 체커 연동 출입문, 스트랩 미착용 시 컨베이어 정지 같은 구조가 훨씬 확실합니다.

첫 주 체크리스트

• 내 자리의 리스트 스트랩을 데일리 체커로 측정해봤다
• 밴드를 맨 피부에 닿게 차는 법을 배웠다
• 내 작업대 매트가 접지선으로 연결돼 있는지 눈으로 확인했다
• ESD 차폐 봉투와 일반 봉투를 구분할 수 있다
• 라인에 반입 금지 물품(일반 테이프·비닐·스티로폼)이 무엇인지 안다
• 이오나이저 위치와 바람이 닿는 범위를 확인했다
• 오늘 라인의 온습도 수치를 읽었다

검사 장비를 두 대나 세우는 이유

SPI와 AOI는 "불량을 걸러내는 장비"로 오해받지만, 실제 값어치는 공정을 되돌리는 데 있습니다.

• SPI에서 잡힌 보드는 살릴 수 있어요. 아직 부품을 안 얹었으니 세척 후 재인쇄하면 끝입니다.
• AOI에서 잡힌 보드는 이미 리워크예요. 인두를 대는 순간 그 접합부의 신뢰성은 초도 상태가 아닙니다.

같은 불량을 SPI에서 잡느냐 AOI에서 잡느냐로 손실이 열 배 갈립니다. 그래서 SPI 없는 라인에 SPI를 넣는 것이 대개 가장 빠른 투자 회수예요.

검사 배치와 역할 분담

> 어떤 장비도 단독으로 전부 보지 못합니다. 시작은 장비 구매가 아니라 검사 커버리지 표예요. "우리 제품에서 나올 수 있는 불량 모드"를 나열하고, 각각을 어디서 잡을지 칸을 채워보면 구멍이 그대로 드러납니다.

SPI — 무엇을 어떻게 판정하나

0402(1005) 칩 패드 : 개구 0.50 x 0.50 mm, 스텐실 두께 0.12 mm

이론 체적 = 0.50 x 0.50 x 0.12 = 0.030 mm3   (= 100% 기준)

측정 0.021 mm3  ->   70%   하한(60%) 통과, 경고 구간
측정 0.014 mm3  ->   47%   하한 미달 -> NG  (냉납 위험)
측정 0.048 mm3  ->  160%   상한(145%) 초과 -> NG  (브릿지·솔더볼 위험)

> 체적 하한만 보고 상한을 열어두는 현장이 많습니다. 브릿지와 솔더볼은 대부분 상한을 안 봐서 나요. 하한과 상한은 세트입니다.

SPI의 진짜 값어치는 추세입니다

합불 판정보다 중요한 건 경향이에요.

• 스텐실 특정 모서리의 체적이 로트마다 조금씩 내려감 → 개구 막힘, 클리닝 주기 부족
• 특정 시각 이후 전체 체적 상승 → 페이스트 점도 변화(상온 방치)
• 오프셋이 한 방향으로 누적 → 인쇄기 정렬·마크 인식 문제

체적 데이터를 SPC로 관리하면(Cpk 추적) 불량이 나기 전에 스텐실을 닦으러 갑니다. 이게 SPI를 넣는 이유예요.

AOI — 원리와 한계

• 조명이 전부입니다. 직상·저각 조명과 RGB 3색 링 조명을 조합해, 필렛의 경사각을 색으로 바꿔 봅니다. 완만한 면과 급한 면이 다른 색으로 잡혀요.
• 2D AOI는 색·밝기·패턴 매칭입니다. 높이 정보가 없어 부품 들뜸, 리드 부상, 코플래너리티를 못 봅니다.
• 3D AOI는 격자 투영(모아레) 등으로 높이를 취득합니다. 들뜸·솔더 체적 판정이 가능하고 오검이 크게 줄어요. 반사 조건 변화에 덜 민감합니다.
• 판정은 패턴 매칭과 통계적 임계값 조합이고, 최근 장비는 학습 기반 보조 판정을 씁니다. 보조일 뿐 기준서를 대체하지 않습니다.

오검과 미검 — 튜닝의 전부

1일 500장, 보드 1장당 검사 포인트 1,200점  ->  600,000 포인트

AOI NG 콜                              900 건
  재검 결과 진성 불량                    45 건
  재검 결과 양품(오검)                  855 건
  후공정 FCT에서 발견된 AOI 통과 불량      3 건   <- 미검

오검률 (콜 기준)     = 855 / 900        = 95.0%
오검률 (포인트 기준) = 855 / 600,000    =  0.14%
검출률               =  45 / (45 + 3)   = 93.8%
미검률               =   3 / (45 + 3)   =  6.3%

재검 부하 = 900건 x 20초 = 18,000초 = 5시간/일
  -> 검사원 한 명의 하루가 통째로 오검 재검에 쓰임

> 오검률을 놓고 싸우는 회의의 대부분은 기준이 다른 숫자를 비교하기 때문입니다. 같은 라인이 콜 기준 95%이면서 포인트 기준 0.14%예요. 어느 기준인지 먼저 정하고 말하세요.

튜닝 원칙 — 순서를 지키세요

1. 미검을 먼저 0으로 몰고, 그다음 오검을 줄입니다. 순서를 반대로 하면 오검은 줄어드는데 유출이 조용히 늘어납니다. 그리고 유출은 통계에 안 잡혀요.
2. 임계값을 통째로 완화하지 않습니다. 오검이 많으면 부품 단위·조명 조건 단위로 원인을 좁힙니다. 전역 완화는 튜닝이 아니라 포기입니다.
3. 라이브러리 관리 단위는 부품번호가 아니라 "패키지 + 단자 형상 + 몸체 색 + 공급사" 입니다. 같은 0603이어도 벤더가 바뀌면 반사 특성이 달라 오검이 폭증해요. 자재 변경 통보를 받으면 AOI 담당자에게도 반드시 전달되어야 합니다.
4. 조명·카메라·높이 조건을 바꾸면 그 프로그램 전체를 재검증합니다. 한 부품만 고쳤다고 생각하지 마세요.
5. 모든 변경은 이력으로 남깁니다. 언제·누가·어느 부품·왜·변경 전후 값. IATF 대응 심사에서 실제로 요구받는 기록이에요.
6. 미검이 한 건이라도 나오면 그 조건을 라이브러리에 반영합니다. "주의하겠습니다"로 끝난 유출은 반드시 재발합니다.

판정 기준은 IPC-A-610을 축으로

• 자동차 전장은 Class 2/3 + 고객 사양입니다. 고객 도면·사양서와 IPC가 충돌하면 고객 사양이 이깁니다. 이 우선순위를 문서에 명시해두세요.
• 대표적인 판정 예로, 칩 부품의 끝단(end) 오버행은 허용되지 않고, 측면(side) 오버행은 클래스에 따라 부품 폭의 일정 비율까지 허용됩니다. 정확한 허용 비율은 최신 IPC-A-610 본문과 고객 사양으로 확인하세요. 기억으로 판정하면 안 됩니다.
• 툼스톤·미실장·오삽·역극성은 클래스와 무관하게 불량입니다.

> 검사원마다 판정이 갈리면 AOI 튜닝은 의미가 없습니다. 양품·불량 실물 사진으로 한도견본을 만들어 검사대에 붙이는 것이 장비 튜닝보다 먼저예요.

X-ray가 꼭 필요한 자리

• BGA·QFN·LGA 등 단자가 부품 밑에 숨는 패키지. AOI로는 원리적으로 볼 수 없습니다.
• 보이드율 — 고객 사양에 따라 흔히 볼 면적 대비 20~25% 이하로 관리합니다. 발열 부품 밑 서멀 패드는 별도 기준을 받는 경우가 많아요.
• 헤드인필로우(Head-in-Pillow) — 볼과 페이스트가 닿았지만 융합되지 않은 상태예요. 외관도 정상, ICT도 통과하다가 진동·열 사이클에서 끊깁니다. 자동차 부품에서 가장 골치 아픈 유형입니다.
• 전수 X-ray는 비쌉니다. 초도·공정 변경·자재 변경·로트 전환 시 샘플링 기준을 문서로 정해두세요.

부울경 현장 현실

• 1차 협력사 납품이면 검사 데이터 소급성(트레이서빌리티) 을 요구받습니다. 보드 2D 코드 → AOI 판정 결과 → 리워크 이력 → 최종 시험까지 한 줄로 이어져야 해요. 엑셀 수기 관리로는 감사에서 버티기 어렵습니다.
• 다품종 소량 구조라 프로그램 전환이 잦고, 그때마다 튜닝이 사실상 초기화됩니다. 제품별 튜닝 이력과 초도 검증 절차가 없으면 매 로트가 처음부터예요.
• 리워크 작업자가 야간에 혼자 판단하는 경우가 많습니다. 리워크 보드는 반드시 AOI를 다시 통과시키는 규칙, 그리고 리워크 횟수 상한(같은 부위 2회 등)을 못 박아두세요.
• 검사원 상당수가 외국인 근로자입니다. 판정 기준을 글이 아니라 사진 한도견본으로 만들어야 실제로 통일됩니다.

체크리스트

• 검사 커버리지 표(불량 모드 × 검사 위치)가 문서로 있다
• SPI 체적 기준에 하한과 상한이 모두 설정돼 있다
• SPI 데이터를 추세로 보고 있다(단순 합불이 아니라)
• 오검률을 콜 기준/포인트 기준으로 구분해 집계한다
• 최근 미검 사례가 라이브러리에 반영됐다
• AOI 라이브러리 변경 이력이 남아 있다
• 판정 기준의 우선순위(고객 사양 > IPC)가 문서에 명시돼 있다
• 한도견본이 검사대에 붙어 있다
• BGA·QFN 제품에 X-ray 샘플링 기준이 정해져 있다

멀쩡한 부품이 오븐에서 터집니다 — 팝콘 현상

플라스틱 몰딩 패키지(QFP·BGA·QFN 등)는 에폭시 수지가 공기 중 수분을 조금씩 흡수합니다. 그 상태로 리플로우에 들어가면 이런 일이 벌어져요.

1. 보관 중 몰딩 수지가 수분을 흡수
2. 리플로우 피크 245도에 도달
3. 패키지 내부 수분이 순간적으로 기화 -> 체적 급팽창
4. 내부 압력이 접착 강도를 넘음
5. 다이 패들·리드프레임 계면이 박리(delamination)
   심하면 패키지가 부풀며 "팍" 하는 소리와 함께 크랙

이걸 팝콘 현상(Popcorning) 이라고 합니다. 문제는 두 가지예요.

• 겉으로 안 보이는 경우가 대부분입니다. 미세 박리는 AOI로도 X-ray로도 잘 안 잡혀요. 확인하려면 초음파 검사(CSAM)가 필요합니다.
• 그날은 아무 일 없이 통과합니다. 필드에서 열 사이클·진동을 받으며 몇 달 뒤에 끊어져요.

무연 전환으로 피크 온도가 20~30도 올라가면서 이 문제가 훨씬 심각해졌습니다. 유연 시절에 넘어가던 관리가 지금은 안 통해요.

MSL 등급 — 몇 시간까지 꺼내둘 수 있나

MSL(Moisture Sensitivity Level)은 방습 포장을 뜯은 뒤 리플로우까지 허용되는 시간을 등급으로 정한 것입니다. 기준 환경은 30도 / 60%RH 이하예요.

> 기준 조건이 30도/60%RH 이하라는 점이 중요합니다. 여름 부산·김해 창고가 30도/70%면 이 표 자체가 무효예요. 온습도 기록계 없이 MSL을 관리한다는 말은 성립하지 않습니다.

플로어 라이프는 누적됩니다

가장 많이 틀리는 부분이에요. 다시 봉함하면 시계가 멈출 뿐, 저절로 0으로 돌아가지 않습니다.

MSL 3 부품 (플로어 라이프 168시간)

 3/04 09:00 개봉  ->  3/04 17:00 재봉함        =   8시간
 3/06 08:00 개봉  ->  3/06 18:00 재봉함        =  10시간
 3/11 09:00 개봉  ->  현재까지 진행 중          =  40시간
                                       누적    =  58시간

 남은 플로어 라이프 = 168 - 58 = 110시간

 * 시계를 되돌리려면 베이킹이 필요합니다.
   (J-STD-033은 5%RH 이하 저습 보관에 의한 회복 조건도 별도로 규정하니
    사업장 기준서와 표준 본문을 확인하세요)
 * 재봉함할 때 건조제를 새것으로 바꾸지 않으면 봉투 안에서도 계속 흡습합니다.

그래서 봉투 겉면 라벨에 최초 개봉 시각 / 봉함 시각 / 누적 노출 시간이 계속 갱신돼야 합니다. 손글씨로는 지켜지지 않아요. 라벨 프린터나 MES 연동이 현실적인 답입니다.

베이킹 — 조건과 함정

소요 시간은 패키지 두께 · MSL 등급 · 초과 정도로 정해집니다. 두께 1.4mm 이하 얇은 패키지는 125도에서 대략 몇 시간~십수 시간, 2.0mm를 넘는 두꺼운 패키지는 48시간 이상이 필요할 수 있어요. 정확한 값은 J-STD-033 표와 부품 제조사 사양서로 확인하세요.

> "하룻밤 돌렸으니 됐다"는 근거가 없습니다. 두꺼운 BGA를 12시간 돌리고 라인에 올린 뒤 몇 달 지나 필드 불량으로 돌아오는 사례가 반복돼요.

베이킹에서 실제로 나는 사고

• 릴을 그대로 125도 오븐에 넣음 → 릴이 변형되고 커버테이프가 녹아붙어 부품이 쏟아집니다. 가장 흔한 사고예요.
• 베이킹 금지 품목을 태움 — 전해 커패시터, 배터리, 일부 커넥터·플라스틱 하우징 부품은 금지입니다. 사양서를 봐야 해요.
• 반복 베이킹 — 고온은 단자 표면 산화와 금속간화합물 성장을 촉진합니다. 납땜성이 떨어져요. 누적 횟수·시간을 기록하고 상한을 정하세요.
• 베이킹 후 그냥 선반에 둠 — 꺼내는 순간 플로어 라이프가 다시 흐릅니다. 바로 투입하거나 즉시 방습 봉함해야 해요.

MBB·HIC·건조제

• MBB(Moisture Barrier Bag) — 알루미늄 방습 봉투. 안에 건조제와 HIC(습도 표시 카드) 가 함께 들어 있습니다.
• HIC 판정 — 보통 5% / 10% / 60% 스팟이 있고, 개봉 시 10% 스팟이 분홍색이면 흡습 의심 → 베이킹 후 사용이 일반적 기준입니다. 카드 종류에 따라 판정 스팟이 다르니 카드에 인쇄된 지시를 그대로 따르세요.
• 봉투를 아무 데나 자르면 재봉함이 안 됩니다. 실링 라인에서 여유를 두고 절개하고, 재봉함은 열 실러로 합니다. 테이프로 붙이는 건 봉함이 아니에요.
• 재봉함 시 건조제 신품 교체가 원칙입니다. 이미 포화된 건조제를 다시 넣으면 의미가 없어요.

흡습 말고도 — Shelf Life와 납땜성

MSL과 별개로, 시간이 지나면 단자의 납땜성(solderability) 자체가 떨어집니다. 표면 산화와 오염 때문이에요.

• 보관 기본은 30도 미만 / 60%RH 미만. 장기 보관은 질소 캐비닛(5%RH 이하) 이 확실합니다.
• 오래된 로트가 의심되면 납땜성 시험으로 확인하고 로트 단위로 판단하세요. 감으로 쓰면 라인 전체를 태웁니다.
• 전해 커패시터·릴레이·배터리는 흡습과 무관한 별도 수명 관리 항목이 있습니다.

창고와 잔량 관리 — 실제 사고는 여기서 납니다

• FIFO는 라벨과 바코드로만 지켜집니다. 입고일·MSL·개봉 시각·누적 시간이 라벨에 없으면 사람이 지킬 방법이 없어요.
• 커팅 릴·잔량 릴이 사각지대입니다. 잔량은 반드시 MBB + 신품 건조제 + 갱신된 라벨로 되돌립니다. 랩으로 감아 선반에 올려두는 게 가장 흔한 위반이에요.
• 정전기 봉투는 두 종류입니다. 차폐 봉투(실드백)와 방산형 분홍 봉투는 기능이 달라요. 실드백을 잘라 재사용하면 차폐층이 끊겨 기능을 잃습니다.
• 고객 지급자재(사급) 는 언제 개봉됐는지 모르는 채 들어옵니다. 입고 시 MBB 상태·HIC·개봉 흔적을 사진으로 남기세요. 나중에 책임 소재를 가릴 유일한 근거입니다.

부울경 현장 현실

• 다품종 소량 구조라 릴 하나에서 200개 쓰고 4,800개가 남습니다. 이 잔량이 창고를 여러 번 돌면서 MSL 시계가 계속 흘러요. 잔량 규칙이 없으면 사고는 시간 문제입니다.
• 급한 오더에 "베이킹할 시간이 없다" 는 결정이 반복됩니다. 그날은 아무 일 없이 넘어가기 때문에 그 결정이 학습돼요. 대가는 6개월 뒤 고객사에서 치릅니다.
• 창고 관리를 외국인 근로자가 맡는 경우가 많습니다. 라벨을 모국어 병기 + 색 구분으로 만들고, 개봉 시각은 손글씨 대신 라벨 프린터로 자동 출력되게 하는 편이 훨씬 확실합니다.
• 여름철 창고 냉방이 없는 곳이 여전히 많아요. 에어컨 한 대가 베이킹 오븐보다 싸다는 계산을 해보세요.

체크리스트

• 우리가 쓰는 부품의 MSL 등급 목록이 정리돼 있다
• 창고와 라인에 온습도 기록계가 있고 일별로 기록된다
• MBB 라벨에 개봉 시각·누적 노출 시간이 갱신된다
• 재봉함 시 건조제를 신품으로 교체한다
• HIC 판정 기준이 문서로 있고 검사자가 안다
• 베이킹 조건·시간이 J-STD-033과 부품 사양서 기준으로 정해져 있다
• 베이킹 금지 품목 목록이 오븐 옆에 붙어 있다
• 베이킹 누적 횟수를 기록한다
• 잔량 릴 회수 절차가 있고 실제로 지켜진다
• 사급 자재 입고 시 방습 포장 상태를 기록한다