[공학]젖음성실험(Wettability Test) 보고서

목차

1. 실험목적

2. 실험 이론

3. 실험 방법

4. 실험기구

5. 실험 결과

6. 결론 및 고찰

7. 참고 자료

본문내용

힘(최소 젖음력) (Fmin)
-
솔더쪽에서 시편을 당기는 최대힘(최대 젖음력) (Fmax)
-
최종 젖음력 (Fend)
-3.49 (mN)
최대 젖음력 2/3 (2/3Fmax)
-
용해조의 온도 (그래프의 빨간선)
197 (℃)
젖음이 일어나지 않으므로 젖음 개시상승 시간, 최대최소 젖음력이 없다.
최종 젖음력에 나타난 -3.49mN은 솔더가 시편을 밀어낸 힘을 나타내는 것 같다.
<1번 실험한 시편 사진>
시편의 대부분이 솔더링 되지 않고 끝부분에 솔더가 뭉쳐져 있다. 플럭스를 묻히지 않고 용해조에 산화막을 제거하지 않은 상태로 젖음성 테스트를 하여 시편의 산화막 등 불순물을 제거 하지 못 하였고 용해조 또한 산화막이 있어서 시편이 용해조의 솔더로 들어왔을 때 솔더가 시편에 젖지 못하고 표면장력으로 인해 시편이 솔더를 밀어버렸다가 다시 시편을 빼는 과정에 솔더의 표면장력에 의해 시편 끝에 솔더가 따라가 상온에서 식어 옆의 사진처럼 시편 끝에 솔더 뭉친 실험 결과를 얻게 된 것 같다.
○ <실험 2번>
플럭스 묻히고 실험한 것.
그래프에서
가열 개시 시간 (t)
1 (sec)
젖음 개시 시간 (t₁-t)
0.57 (sec)
젖음 상승 시간 (t₂-t₁)
0.51 (sec)
젖음 시간 (t)
1.08 (sec)
솔더쪽에서 시편을 밀어내는 최대힘(최소 젖음력) (Fmin)
-1.6 (mN)
솔더쪽에서 시편을 당기는 최대힘(최대 젖음력) (Fmax)
4.14 (mN)
최종 젖음력 (Fend)
4.03 (mN)
최대 젖음력 2/3 (2/3Fmax)
2.76 (mN)
용해조의 온도 (그래프의 빨간선)
220 (℃)
그래프의 형태를 보아 Good Wetting인 것 같다 시편이 솔더에 들어간 이후 그래프가 진동 진동이 있어 많이 흔들려 있는데 시편에 표면 장력으로 끌려나온 솔더가 주변환경의 소리(실험 때 실험자들의 소리 또는 주변 실험 기구들의 소리) 또는 옆 기구들의 떨림 등으로 인해 힘이 변하여 그래프가 조금씩 떨려 있는 것 같다.
<2번 실험한 시편 사진>
솔더에 들어간 시편의 부분에 고르게 솔더링 되어 있는 모습이다. 플럭스를 묻혀서 솔더에 넣으므로 젖음성이 좋게 되어 시편에 고르게 솔더링이 되어졌다. 사진에 솔더 묻지 않은 곳에 지문은 플럭스가 끈적이는 성분이라 지문이 묻었다.
○ <실험 3번>
그래프에서
가열 개시 시간 (t)
0.5 (sec)
젖음 개시 시간 (t₁-t)
0.53 (sec)
젖음 상승 시간 (t₂-t₁)
0.77 (sec)
젖음 시간 (t)
1.3 (sec)
솔더쪽에서 시편을 밀어내는 최대힘(최소 젖음력) (Fmin)
-1.2 (mN)
솔더쪽에서 시편을 당기는 최대힘(최대 젖음력) (Fmax)
3.38 (mN)
최종 젖음력 (Fend)
3.37 (mN)
최대 젖음력 2/3 (2/3Fmax)
2.26 (mN)
용해조의 온도 (그래프의 빨간선)
188 (℃)
2번 실험과 비슷하게 Good Wetting한 모습의 그래프이다. 2번 실험에 비해 실험 시작시 솔더와 시편 사이 간격이 좀더 가까웠고(가열 개시 시간이 짧은 것을 보고 알 수 있음) 최대 젖음력은 낮아 졌다.
○ <실험 4번>
그래프에서
가열 개시 시간 (t)
0.5 (sec)
젖음 개시 시간 (t₁-t)
0.61 (sec)
젖음 상승 시간 (t₂-t₁)
0.48 (sec)
젖음 시간 (t)
1.09 (sec)
솔더쪽에서 시편을 밀어내는 최대힘(최소 젖음력) (Fmin)
-1.45 (mN)
솔더쪽에서 시편을 당기는 최대힘(최대 젖음력) (Fmax)
3.64 (mN)
최종 젖음력 (Fend)
3.61 (mN)
최대 젖음력 2/3 (2/3Fmax)
2.42 (mN)
용해조의 온도 (그래프의 빨간선)
215 (℃)
2번 3번 실험과 비슷한 결과이다.
○ <실험 5번>
그래프에서
가열 개시 시간 (t)
3.8 (sec)
젖음 개시 시간 (t₁-t)
0.94 (sec)
젖음 상승 시간 (t₂-t₁)
0.63 (sec)
젖음 시간 (t)
1.57 (sec)
솔더쪽에서 시편을 밀어내는 최대힘(최소 젖음력) (Fmin)
-2.7 (mN)
솔더쪽에서 시편을 당기는 최대힘(최대 젖음력) (Fmax)
3.73 (mN)
최종 젖음력 (Fend)
3.70 (mN)
최대 젖음력 2/3 (2/3Fmax)
2.49 (mN)
용해조의 온도 (그래프의 빨간선)
204 (℃)
5번 실험은 용해조의 솔더의 산화막을 제거 하지 않고 실시하였고 실험자가 시편과 솔더의 간격이 너무 먼 곳에서 시작하여 내려가는 중에 플럭스가 산화 하였고 그리고 솔더에 산화막에 의해 젖음이 빨리 일어나지 못했다.(젖음 개시 시간이 증가)
○ 전체 결과
Wetting Balance법
젖음
개시 시간
젖음
상승 시간
젖음시간
최대 젖음력
2/3
최대 젖음력
최종 젖음력
t₁-t(s)
t₂-t₁(s)
t(s)
2/3Fmax(mN)
Fmax(mN)
Fend(mN)
1
-3.49
2
0.57
0.51
1.08
2.76
4.14
4..03
3
0.53
0.77
1.3
2.26
3.38
3.37
4
0.61
0.48
1.09
2.42
3.64
3.61
5
0.94
0.63
1.57
2.49
3.73
3.70
6. 결론 및 고찰
젖음성 실험에 있어 시편과 솔더의 젖음성은 많은 요인들 (플럭스 사용의 유무, 실험방법<플럭스를 묻힌 후 실험 개시까지의 시간, 시편과 솔더의 실험 시작시 간격>, 용해조의 온도, 실험실 환경 조건<실험실 소음, 진동, 온도>)에 의해 영향을 받지만 그중에서도 플럭스 사용의 유무가 시편의 젖음성에 가장 많은 영향을 끼친다.
플럭스를 묻히지 않고 실험한 1번을 제외한 나머지 실험은 산화막을 제거 안하거나 플럭스를 묻힌 후 실험 시간까지 시간이 걸리거나 하는 변수가 있어도 거의 같은 결과 값을 보여준다.
젖음력에 가장 큰 변수는 플럭스의 사용 유무인 것 같다.
7. 참고 자료
(1) 공정플라즈마 기초와 응용/ Alfred Grill 저/ 정진욱 역/ 청문각
(2) 마이크로 접합/ 강춘식 저/ 삼성북스
(3) 무연 마이크로 솔더링/ 신영의 저/ 삼성북스
(4) 세일 엠이씨 기술자료
(5) 네이버와 다음 통합 검색
(6) 국회 도서관 전자 문서

키워드

젖음성,   Soldering,   솔더링,   땜납재,   Flux,   Wetting,   젖음,   웨팅 밸런스