모든 제조 시설에서 작업자들의 건강과 안전, 친환경적인 요소들은 매우 중요한 부분이다. 특히 전자 제조 산업에서
친환경, 안전 물질 사용은 성공적인 공정운영에 필수적이며, REACH와 RoHS 규제 준수는 이를 위한 기준이 될 것이다.
남아시아의 파나소닉은 최근 환경 문제와 비용 절감 해결 과정에서 세척 전문 업체인 제스트론사와 협력, 컨베이어
핑거와 웨이버 솔더링 장비를 세척하기 위한 친환경적이고 안전한 공정을 찾는 데 성공했다.
파나소닉(Panasonic)은 남아시아, 베트남에 위치해 있는 OEM 제조 업체로서 휴대폰, 전화기, INFOX 터미널 등을 생산하고 있다.
제스트론(ZESTRON)과 파나소닉은 오랜 기간 성공적인 콜라보레이션을 실시해왔다. 그 중, 지난 프로젝트에서는 제스트론 프로세스 솔루션을 통해 스텐실 및 팔레트 세척 문제를 해결했다.
따라서 제스트론은 파나소닉의 컨베이어 핑거 세척 공정을 개선 및 평가 가능한 벤더로 다시 선정됐다.
현재 공정 분석 및 대안책
파나소닉은 총 7대의 솔더링 오븐장비를 가동하고 있으며, 각각의 오븐에는 10리터짜리 탱크가 장착되어 컨베이어 핑거 세척에 사용될 솔벤트가 저장된다.
12시간 작동 후 각 솔벤트 탱크에는 IPA가 다시 채워지며, 1시간 동안 해당 시스템을 통해 펌프가 가동된다. 증발 손실량을 포함하여 IPA 소모량은 한달에 최대 1200리터 또는 일년에 15000리터 정도이다.
이제는 세척제 사용 시 환경에 미치는 영향이 고려되어야 한다. 특히 휘발성 물질 또는 VOCs 제품의 경우에는 필수적이다.
IPA의 경우, VOC 함유량은 100%이며 따라서 VOC 배출량은 최대치이다. 이를 감소화하기 위해서는 VOC 함유량이 낮은 제품으로 IPA를 대체하되, VOC 배출량은 낮추고 세척력은 유지되어야 한다.
파나소닉이 제공한 애플리케이션 정보를 통해 제스트론은 VIGON RC101 세척액을 추천했고, 이 제품은 현재 세척 공정 개선을 위해 가장 적합한 솔루션을 제선정됐다. VIGON RC101은 수용성 세척액으로 웨이브 또는 리플로우 오븐에 남아 있는 모든 타입의 탄화된 플럭스 잔사를 제거할 수 있도록 개발된 제품이다.
이에 제스트론, 파나소닉의 엔지니어는 VIGON RC101과 오븐의 물질 반응성(Material Compatibility)을 확인하고 플럭스 잔사 세정력을 검증했다.
실험 조건
물질 반응성 테스트의 경우 VIGON RC101의 비커에 컨베이어 핑거를 상온에서 15분 동안 담가 놓음으로써 진행됐다. 세척 테스트 조건을 표 1에 나타낸다.
표 1. 세척 테스트 조건
표 2. 분석법
실험 결과
세척 및 반응성 테스트 결과는 성공적이었다. 육안검사 확인 결과, 컨베이어 핑거는 손상을 전혀 입지 않았고 플럭스는 완전히 제거됐다.
비커 테스트를 통해 VIGON RC101은 컨베이어 핑거에 물질 반응성을 일으키지 않으며 세척력이 우수하다는 것을 입증할 수 있었다. 그 결과는 표 3과 같다.
IPA 대체 VIGON RC101 세척액에 대한 추가 테스트는 파나소닉 공장에서 이루어졌다.
세척 결과는 웨이버 솔더링 장비로부터 컨베이어 핑거를 떼어낸 후 육안으로 검사했다. 그 결과, 플럭스가 완전히 제거됐으며 세척 결과및 물질 반응성 결과는 표 4와 같다.
표 3. 물질 반응성 및 청결도 결과
표 4. VIGON RC101 물질 반응성 및 세척력 테스트 결과
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최종적으로 파나소닉은 기존의 IPA를 VIGON RC101로 대체하여 웨이브 솔더 장비 세척에 적용하기로 결정했다. VIGON RC101을 사용함으로써 VOC 배출량은 현저히 줄어들었고 친환경적이며 인체에 무해하고 안전한 세척 공정을 가동할 수 있게 됐다. 또한 VIGON RC101은 HMIS 0-0-0으로서 화재위험이 없으며 작업자들의 안전에도 문제가 없다. 이로써 파나소닉은 ISO 14001 기준을 준수할 수 있게 됐다.
그뿐 아니라, VIGON RC101은 IPA와 비교했을 때 컨베이어 핑거 세척에 훨씬 효과적인 세척 성능을 보였다. VIGON RC101과 IPA에 대한 일반적인 비교는 표 5에 나타낸다.
표 5. VIGON®RC101vs.IPA
표 6. 파나소닉 결과치
파나소닉과 제스트론은 세척액과 공정을 성공적으로 개선하여 내부 목표를 달성했다.
IPA를 VIGON RC101로 대체함으로써 공장에서는 상당한 비용 절감 (> 53%)을 실현했고 세척액 소모량 역시 한달에 85리터 또는 일년에 1,020리터를 절감할 수 있게 됐다. 그뿐 아니라 VIGON RC101의 VOC 함유량이 낮아, VOC 배출량을 총 95%까지 줄이는 데 성공했다.
GT Yeoh, Harwin Kaur _ ZESTRON South Asia
