홈   >   Special Report 이 기사의 입력시간 : 2019-02-03 (일) 5:28:58
소형 어셈블리용 정밀 스텐실 프린팅 프로세스 수립 요건
2019-02  자료출처 : Indium Corporation
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tooling과 공정 조건 설정의 개선이 필요   
통계 기반 분석기술 활용도 큰 도움


스텐실 프린팅 공정을 특징짓기 위한 가장 중요한 접근법 중 하나는 전사 효율의 변화 수준을 측정하는 것이다. 소량의 솔더 페이스트의 침전으로도 솔더 조인트를 형성할 수 있다. 그러나 단일 부품에 대한 인접한 침전 양의 변화는 인접한 솔더 조인트의 균일한 형상 및 크기를 불가피하게 변경시킬 것이다. 어셈블리 생산라인의 결함 대부분은 솔더 페이스트 침전의 과도한 변화로 발생한다. 회로보드 어셈블리 관리 측면에서는 tooling과 공정 제어 변경 요구를 예상하고 있어야 한다. 0.3mm 피치 어셈블리를 초월하기 위해서는, 많은 일반적인 공정 제어를 버리고, 통찰과 경험을 통해 0.3mm 피치 공정을 알아야 할 필요가 있다. 

 

휴대전화 및 기타 휴대용 소형 전자제품의 출현으로 소형 부품용 어셈블리 공정이 강하게 요구되고 있다. 현재 01005 수동 소자와 0.3mm CSP는 초소형 휴대용 전자기기가 구동하도록 어셈블리되어야만 하는 부품 중 일부이다. 스텐실 프린팅 공정에서 전체 생산라인 불량의 약 65%가 발생한다는 것은 널리 알려져 있다. 앞선 모든 것을 감안할 때 소형 부품 어셈블리를 지원하기 위해 정밀 스텐실 인쇄 프로세스를 개발하는 것이 중요하다.
본고에서는 정밀한 SMT 프린팅 프로세스를 수립하기 위해 상당량의 실험 데이터 및 프로세스 최적화 기술을 요약하였다. 결과에 따르면, 업계 표준인 >0.66의 스텐실 개구 면적비율의 요건이 훌륭한 기준이었다. 그러나 진공 지지대, 포일리스 클램프, 스퀴지 에지 가드 등으로 프린터 설정을 최적화하고 세척, 스퀴지 및 스텐실 품질을 보증함으로써, Type 3 솔더 페이스트를 가지고 허용 가능한 스텐실 인쇄 결과인 0.5의 면적 비율을 얻을 수 있도록 해왔다. 이러한 결과를 달성하기 위해 수행된 작업을 본고에서 자세히 논의한다.

서문 

스텐실 프린팅 공정을 특징짓기 위한 가장 중요한 접근법 중 하나는 전사 효율의 변화 수준을 측정하는 것이다. 소량의 솔더 페이스트의 침전으로도 솔더 조인트를 형성할 수 있다. 그러나 단일 부품에 대한 인접한 침전 양의 변화는 인접한 솔더 조인트의 균일한 형상 및 크기를 불가피하게 변경시킬 것이다. 어셈블리 생산라인의 결함 대부분은 솔더 페이스트 침전의 과도한 변화로 발생한다.
회로 밀도를 높이는 전세계 전자업계의 추세를 되돌아 볼 때, 솔더 페이스트 전사 효율 개선에 필요한 주요 요인은 tooling 및 공정 제어이다. 이들 개선 요인은 1990년대 SMT PCB 어셈블리로 전환되는 과정에서 확실하게 인식되었고, 2000년 이후로 가장 크게 대두되었다. 예를 들어 미세 피치, 초미세 피치, 무세척 페이스트, BGA 어셈블리, 무연, 0.5mm 피치 CSP 등의 기술 전환을 예로 들 수 있다. 각 전환 동안, 새로운 어셈블리 라인은 더 나은 tooling과 향상된 공정 제어를 통해 개선되어 왔다.
결론적으로 0.3mm 피치 어셈블리를 성공적으로 이행하려면, tooling(스텐실/스퀴지)에 대한 혁신적인 DFM 그리고 공정 제어와 관련한 재교육이 반드시 필요하다. OEM 업체에서 새로운 PCB 디자인에 적합한 패드 디자인 변경을 유도하고 있다. 따라서 어셈블리 공정 엔지니어는 0.3mm 피치 디자인을 적용함으로써 어셈블리 tooling과 공정 컨트롤이 어떻게 변화될 것인지와 관련해 핵심 요인들을 관찰해야만 한다.
중요한 점은, 회로보드 어셈블리 관리 측면에서는 tooling과 공정 제어 변경 요구를 예상하고 있어야 한다. 0.3mm 피치 어셈블리를 초월하기 위해서는, 많은 일반적인 공정 제어를 버리고, 통찰과 경험을 통해 0.3mm 피치 공정을 알아야 할 필요가 있다. 최신 기술 변화의 빠른 속도는 소형 전자기기 어셈블리에 또 다른 유행을 창출할 것이다. 01005 및 0.3mm 피치 어셈블리에 대한 초월성은 스텐실 프린팅 프로세스를 더욱 완벽한 자체 스텐실 프린팅 공정에 역점을 두고 더 새롭게 할 것이다.

실험 방법

본고에서는 정밀한 초미세피치 스텐실 프린팅 공정 검사를 목적으로 실시한 프로젝트를 통해 얻은 공정개발 요구사항을 요약하여 제공한다. 다양한 페이스트의 프린팅 시험 평가 결과를 감안하여 스텐실 프린팅을 검사하였다. 측정 데이터는 솔더페이스트 고객에 맞춘 연구 사례로 실시했던 실제 애플리케이션 실험의 결과물이다. 대부분의 연구 사례에는 몇 가지 고려 사항이 존재하지만, 매번 낮은 수준의 전사 효율 변화를 위한 목표를 설정하였다. 비교를 위해 현재 생산라인에서 사용되고 있는 최소 2개의 페이스트 제품과 후보군(실험용) 제품을 준비하였다. 실험용 페이스트 제품 인쇄 시험을 위해 먼저 현재 사용 중인 페이스트 제품의 전사 효율 변동 수준을 이해한 후, 설정된 목표(낮은 편차)에 도달할 때까지 여러 실험용 페이스트 제품의 프린팅 계획에 따라 체계적으로 검사하는 것에서부터 시작했다.
페이스트 프린팅 실험의 데이터는 어셈블리 공정의 최종 수율에 기여하는 요인들을 정량적으로 관찰할 수 있는 기회를 제공할 것이다. 이러한 요인들 중 하나가 바로 ‘스텐실 선정’이다. 프린팅 성능 향상을 위해서 면적 비율 민감도 분석의 중요성을 인식하고 있다고 가정하겠다. 소형화에 초점을 맞춘 연구 사례에서는 소형 개구부에 대한 노력을 집중하는 데 반해, 이번 실험에서는 테스트 보드의 선정 및 프린팅 데이터 분석을 위해 개구 크기와 패드 설계에 대한 광범위한 시험을 포함했다. 프린팅 시험 동안 어셈블리 공정 조건을 제어하는 것이 중요한 과제로 남아 있다. 그러나 결과에 대한 일련의 정량적인 보고 접근법(중요한 도전 과제를 추가하여)을 또한 제시하였다. 개구 사이즈와 패드는 6~40개 조합의 범주로 하였다. 이러한 프린팅 시험조건은 소형 전자 부품 어셈블리 공정 개발을 목표로 두었다.
데이터 수집, 표 작성, 분석 및 보고에는 다양한 조합의 전사효율 변화 결과뿐만 아니라 다양한 tooling과 공정 속성의 변동의 변화도 포함시켰다. 스텐실 프린팅 프로세스를 더욱 완벽하게 만들기 위해 중점을 둔 모든 것에는 품질 계획서와 분석용 통계 tool를 활용하는 것도 포함했다. Juran과 Gyrna는 분석 기술과 관련된 통계 및 기술 활동의 처리에 관련한 잘 쓰인 책들을 제공하고 있다.
프린팅 성능 보고서를 작성하기 전의 첫 번째 단계는 전사 효율성의 변화가 의사 결정에 수용될 수 있는 측정보증을 확립하는 것이다. 이 단계에서는 측정 시스템의 철저한 평가가 필요하다.
본고의 사례 연구의 경우, SPI는 각 테스트 보드와 각 테스트 스텐실에 맞춰 프로그램시켰다. 검사 프로그램은 동일한 PCB를 32번 측정하여 페이스트 측정 데이터를 수집하여 검사하였다. 각각의 모든 스텐실 개구 및 보드 패드에 대한 결과는 개별적으로 검사하여 페이스트 측정 시스템에 얼마나 많은 변화가 있었는지 정확하게 나타내도록 했다. 이러한 변화는 다른 침전 크기와 모양에 대해 나중에 요약되어 있으나, 모든 개별 개구/패드 조합의 반복성을 관찰하였다.
측정 정밀도와 페이스트 침전 허용오차 간의 관계는 스텐실의 모든 개구의 정밀도/공차 비율(P/T 비율)로 표현하였다. 측정 시스템은 시간의 경과에 따른 안정성을 확인하기 위해 정기적으로 재검사하였다. 측정 보증 연구의 사본은 모든 사례 연구에서 사용할 수 있다. 측정 시스템으로부터 얻은 반복성 결과는 모든 모양과 크기에서 탁월했다는 점에 유의해야 한다. 실험 과정은 지루했지만, 측정 신뢰도의 압도적인 보장성은 의사 결정에 신뢰성을 줄 것이다.
품질 계획과 분석용 tool 중에서, 데이터를 시각적인 그림(그래프)으로 표시하는 도구를 사용하는 게 필수적이다. 데이터는 주의 깊게 기획된 표 형식이어야만 한다. 페이스트 프린팅 시험 준비의 두 번째 단계는 프린팅 작업 동안의 핵심 제어 속성들을 나열하는 것이다. 일반적으로 스텐실, 스퀴지, 보드 지지대, 프린팅 속도, 프린팅 압력, 분리 조건, 개구 수, 스퀴지 오버행(overhang), 검사 타임, 날짜, 시간, 페이스트 인증, 합금, 파우더 사이즈, 금속 함유 %, 실내 온도, 상대 습도, 스크린 세척 설정/빈도, 페이스트 제조 날짜, 페이스트 로트 번호 및 실험 절차에서 제어된 중지 시간의 세부 사항 등이 있다. 프린팅 시험이 끝나면, 통계 소프트웨어 프로그램에서 데이터 표를 만들 수 있도록 SPI의 원시 측정 데이터를 즉시 추출하였다. 일반적으로 도표 작업에는 각 개별 보드 데이터 결과를 구별하기 위해서 측정 데이터에 제어 속성을 연관시킬 수 있는 속성 열(attribute column)을 적절하게 삽입해야 한다. 데이터 표에 표준 파일 형식을 사용하면 프린팅 시험 간의 전사 효율을 비교할 수 있다. 개별 스텐실 개구 크기와 모양에 대한 속성 열(attribute column)은 물론 각 개구의 면적 비율에 관한 열 그리고 패드 디자인을 설명하는 일부 열을 자주 삽입하였다.
전사 효율 변화의 시각 표현을 활용한 추가적인 목표 중 하나는 프린팅 프로세스 결과를 확인하는 사람들에게 도움을 주는 것이다. (a) 실험 애플리케이션을 시연할 수 있고,  (b) 유사한 전사 효율 데이터 수집에서 데이터(그래프 및 분석)를 복제할 수 있게 한다.
프린팅 프로세스 결과를 정량적으로 확인하는데 사용되는 중요한 파라미터는 전사 효율의 변화이다. 스텐실 프린팅 공정의 정밀도(개구 사이즈 및 패드 디자인의 임의 조합에 있어서)는 전사 효율의 변화에 의해 판단된다. 궁극적으로(생산 환경에서) 변화 비중이 높아지고 더 많은 어셈블리 결함이 발생하면 특정 인쇄 프로세스가 충분히 정밀하지 않다는 의미이다.
본고에서는 전사 효율의 변화를 나타내는 박스 플롯을 사용하였다. 박스 플롯은 수집된 데이터를 효과적으로 시각화하여 요약되었다. 박스 플롯에서는 위상 설정을 위해 여러 가지 접근 방법을 고려할 수 있다. 스텐실 두께에 따른 전사 효율 변화를 익히는 것이 중요하다. 0.5mm 피치 스텐실 프린팅 프로세스의 경우, 박스 플롯에 위상 설정의 한계 사양을 포함시켰다. 예를 들어, 100% 전사 효율은, 100% 전송 효율이 각 개구 크기 및 패드 조합에 관한 표준 위상 목표라고 가정한다는 것을 의미한다. UCL을 150%로, LCL을 50%로 한계 사양을 설정하면, 각 박스 플롯 그림의 위상 설정은 0-25-50-75-100-125-150%로 편리하게 표준화시킬 수 있다. 이러한 방식을 통해 전사 효율 데이터가 얼마나 목표 값(100%)에 근접한지를 쉽게 알 수 있다.
박스 플롯 아래에 표준 편차 차트를 놓음으로써, 박스 플롯 내 전사 효율 변화의 수준을 쉽게 이해할 수 있도록 하였다. 우수한 프린팅은 표준 편차가 10% 미만이다. 표준 편차 차트의 위상 설정은 0-10-20%로 표준화하였다. 중간 선(10%) 이하의 표준 편차가 관측되었다면, 프린팅 품질이 좋다는 의미이다. 중간 선(10%) 이하에서 변동이 크지 않은 모습은 일관되게 우수한 프린팅 품질을 나타낸다. 관측치의 변경은 프린팅 품질의 일관성이 변한다는 신호이다. 이러한 일관성 또는 변화는 개구 면적 비율, 패드 디자인 또는 프린팅 속도와 같은 다양한 tooling과 프로세스 속성의 변화에 따라 속성이 얼마나 크게 반응하는지 보여준다.
프린팅 품질의 특성에 관한 충분한 통찰력을 다중 tooling과 프로세스로 얻었다면, 정밀한 스텐실 프린팅 프로세스를 수립할 수 있다. 박스 플롯과 표준 편차 차트는 나중에 이상적인 tooling 및 공정이 실제로 수행되었는지를 판별하는데 유용하게 사용할 수 있다. 초기 프린팅 시험과 일치하는 전사 효율의 변화는 인쇄 작업이 정확하게 제어되고 있음을 나타낼 수 있다.
일반적인 공정 제어의 자유를 대부분 내던져야 할 필요가 있기 때문에, 0.3mm 피치 공정을 알아가는 동안에 새로 도입된 제품 설계에 대한 통찰력과 경험을 기대해야 할 것이다. 일부 개별적인 개구 변화 메시지는 정밀 공정에 추가적인 최적화 작업이 필요하다는 필연적인 신호가 아닐 수도 있다.
확실한 점은, 40가지의 개구 크기와 패드 디자인 조합에 대한 스텐실 프린팅 프로세스의 가시적 변화를 종합적으로 제시하는 개념은 문제를 묘사하는데 도움이 될 수 있다. 그러나 여러 번의 실험을 비교하는 작업은 40개의 박스 플롯과 40개의 표준 편차 차트의 다중 세트를 사용하는 것을 시사한다. 이 모든 데이터를 수집하고 이러한 모든 수치를 작성하는 작업은 그 자체로 힘든 일이지만 많은 개구의 여러 세트를 비교하려고 시도하는 것은 엄청난 일이 될 것이다.
40개 박스 플롯의 많은 데이터들을 활용한 단기 의사결정이 금지되어 있지만, 다행스럽게도 간단한 방법은 전체 세트를 단일 페이지에 함께 넣을 수 있다. 박스 플롯에 있는 위상 설정의 (100%) 목표 값이 전사 효율 데이터가 1 : 1 변화 관계를 가질 수 있음을 나타낸다. 표준 편차가 변동의 제곱근이기 때문이다. 결과적으로, 양호한 프린팅 품질은 100% 미만의 전사 효율 변동 값을 가질 것이다. 다중 프린팅 시험에서 방대한 양의 데이터를 요약할수록 개구 크기 및 패드 데이터 설계의 각 조합에 대한 측정 데이터에서 VMR(변동 평균 비율, variance-to-mean ratio)을 가져올 수 있었다. 그런 다음 VMR 값의 세트를 선형 차트로 그릴 수 있었다. 선상의 포인트는 개구 크기와 패드 디자인 조합을 나타낸다. 〈1.0로 유지되면 프린팅 품질이 좋음을 의미한다. 전체 선이 〈1.0로 형성되었음은 개구와 패드 디자인의 전체 조합이 좋은 프린팅 품질을 가지고 있음을 나타낸다. VMR 선형 차트의 여러 줄들은 스텐실 분리 조건, 실내 온도 또는 스크린 하부 닦기와 같은 프로세스 내의 대체 속성을 나타낼 수 있다.
가까이 위치한 전체 VMR 선들은 비슷한 프린팅 품질을 보여줄 것이다. 다른 방향으로 갈라지는 VMR 선들 혹은 VMR 라인상의 포인트들은 스텐실 프린팅 프로세스의 정확한 차이를 보여줄 수 있다.
간혹 전사 효율 사양 한계치가 알려지지 않을 수도 있다. 5mm 스텐실 두께를 사용하는 0.5mm 피치 프로세스를 예로 들어 표시하였다. 생산라인 설정의 경우, 적절한 양의 페이스트는 305μ(12mil) 원형 개구 상에서 75~85%의 전사 효율을 제공한다.
진정한 목표는 박스 플롯에서 100%의 전사 효율이 아니라 낮은 변동을 지닌 75~85% 효율로 잡았다. VMR 선형 차트는 질적 및 양적 차이를 나타내는데 사용된다. 실제 체적, SPC 사양 한계 및 기타 정보는 0.5mm 피치 프로세스를 명확하게 특성 짓기 위한 중요한 지식으로 남아 있다. 그러나 정밀 스텐실 인쇄 프로세스 비교를 위한 VMR 선형 차트 기술은 소규모 어셈블리 설계의 특성화 짓는데 이점을 준다.
소형부품 어셈블리용 테스트 시료(보드) 레이아웃 및 스텐실 개구 디자인 선정은 가용할 기회가 너무 많은 것으로 하였다. SIR, pin-in-paste, 웨이브 솔더링 또는 4mil 이상의 스텐실 두께가 필요한 대형 부품에 맞춰 설계되었다면, 테스트 시료는 전사 효율의 과도한 변동을 보일 것이다.
데이터 수집 프로세스 도중의 불필요한 프린팅 기능으로 인해 상호작용이 달라질 수 있다. 테스트 시료 치수는 소형 01005 부품과 0.3mm 피치 부품이 있는 신규 설계와 유사하게 하였다. 주요 고려 사항은 테스트 시료에 가용할 수 있는 속성뿐만 아니라 가용할 수 없는 속성도 인지하는 것이다. 예를 들어, 테스트 시료 상의 전형적인 0.3mm 피치 개구의 위치와 패드 치수 결정이다. 테스트 시료에서 이용 가능한 기회뿐만 아니라 가능하지 않는 경우를 인지하였다면, 결과 도출에 사용되는 방법을 기획하는데 도움이 될 수 있다. 부품 패드 피처의 비-전형적인 위치로부터 변동 데이터를 표시하는 것은 고유한 tooling과 프로세스 때문에 비슷하지 않은 위치의 그것과 다를 수도 있다.
본고의 전사 효율 데이터의 결과가 기재된 연구 사례용 테스트 시료는 고객용 테스트 시료를 사용하여 수집된 데이터로부터 얻었다. 고객용 테스트 시료의 일반적인 특징은 패드 크기와 공간의 범위를 규정하고 있다. 그와 같이, 전사 효율의 변동에 대한 목표는 크기와 형상 범주에서 수용 가능한 공정 및 tooling 윈도우를 포착하는 것이다. 대형 크기(또는 작은 공간)의 용인할 수 없는 변동 결과와 소형 크기(또는 큰 공간)에 따른 수용할 수 없는 결과가 전사 효율의 변화에 의해 측정됨으로써, 수용 가능한 중간 크기의 범위를 결정하는데 도움을 줄 수 있다.
본고에서는 고객용 테스트 시료 디자인 중 어느 것도 제안된 설계 기준의 범위를 포괄적으로 포착하지 못했다. 0.3mm 피치에 대한 설계 제안 대안을 보여주고 있다.
전사 효율 변화를 보고하는 방법에 관한 최종 의견은 박스 플롯 내 개구의 시퀀스가 랜덤하지 않거나 혹은 영숫자(alphanumerically)로 정렬되어 있다는 것이다. 확실한 점은, 테스트 시료의 시퀀스는 연속적인 순서로 유지되어야만 한다. 이는 시간의 경과에 따른 전사 효율의 변동을 관찰할 수 있게 해 준다. 개구 시퀀스는 area ratio에 따라 내림차순으로 그룹지어 표시될 것이다. 이는 Pareto 차트의 시각 효과와 비슷한 이점을 제공할 수 있다. 첫 번째 그룹은 주로 직사각형 개구 형태이고, 두 번째 그룹은 전형적인 정사각형 개구이고, 세 번째 그룹은 원형 개구이다. 각 그룹 내에서 SMD(solder mask defined) 패드는 별도의 하위 그룹으로, NSMD(non-solder mask defined)가 뒤따른다. 일반적인 생각은 보다 큰 체적의 개구로 시작하여 더 작은 체적의 개구로 낮추는 것이다. 전사 효율의 변동에 관한 보고서를 읽는 사람은 최소한의 개구 속성이 다르게 나타날 때까지 수용 가능성의 벤치마킹을 유도한다.
고객이 솔더 체적 최적화를 더 잘 알게 되면, 전사 효율에 대한 명확한 생산 한계를 지정할 수 있다. 수학적 모델은 솔더 연결부의 형성(최적의 솔더 체적)을 예측하는 기술을 제공한다. 그러나 페이스트 프린트 검사에서는 페이스트 침전에 대한 실제 전사 효율 측정 데이터를 활용하여 Cp, Cpk 및 DPMO 표를 구성할 수 있다. 이러한 표는 UCL이 150%, LCL이 50%으로 지정될 수 있고, 나중에 생산 수율이 결함에 있어서 허용 가능한 공정 공차를 결정할 때 업데이트할 수 있다.

스텐실 인쇄 공정 데이터 - 전사 효율의 변동 결과
데이터와 결과는 시각적인 형태로 제공하였다. 이들 그림들은 페이스트 생산 프린트 시험 동안 수집된 실제 raw 데이터 결과이다. 각 그림의 설명은 데이터에 있는 변동에 초점을 맞췄다. 이상치(異常値)가 가장 흥미롭다. 그 이유는 이들 데이터 포인트가 필연적인 어셈블리 결함을 시연하는 프린트 침전물이 될 것이기 때문이다.
매우 얇은 스텐실을 사용한 극도로 작은 개구용 스텐실 프린팅에서는 최소한의 스퀴지 압력이 필요하거나 혹은 스텐실 손상 빈도가 늘어날 것이다. 가장 주목할 만한 것은, 스텐실 호일에 보드 패턴의 압인이 되어있을 수도 있다. 페이스트 bead가 스텐실의 표면 전체에 걸쳐 균일하게 롤링될 때 최상의 전사 효율 성능을 얻는다. 페이스트 bead 롤의 균일성 편차를 최소화하기 위해 각 프린팅 시험은 신중하게 측정된 양의 페이스트로 시작했다.
200mm 스퀴지 길이의 경우, 최대 bead 크기는 13.4mm보다 적은 직경을 갖고 있다. 이는 홀더 아래의 블레이드 면이 15mm이고 스퀴지 블레이드 각도가 60°이기 때문이다. 45° 각도의 블레이드를 사용하지 않았다. Bead 크기가 더 작아서 블레이드 홀더와 접촉할 위험이 있고 페이스트 bead를 자주 보충해야 하기 때문이다.
블레이드 홀더 상의 엣지 가드는 페이스트가 롤링하는 대로 그리고 bead가 고갈되기 시작해서도 균일한 bead 크기를 유지하는데 도움이 된다.
경험상 정확한 bead 직경(<13.4mm)에 일반적인 페이스트 양은 130~135g이다. 단단한 스퀴지 블레이드는 좋은 성능 결과를 가져 오지 않으므로 보다 유연한 블레이드를 사용했다.

  

스퀴지 블레이드 마모는 tooling 유지보수가 어려운 상황이다. 더 유연한 블레이드는 사용이 오래되어도 마모되지 않는 것처럼 보인다. 그러나 데이터에서는 블레이드 수명이 만기가 될 때, 정방향과 역방향 스퀴지 스트로크 간의 차이가 있음을 나타낼 것이다. 그림 1에서는 마모된 스퀴지 블레이드에 관한 데이터를 보여주고 있다. 이 프린팅 실험내의 데이터는 인쇄 실험의 목적을 뒷받침하는데 잘못된 것으로 나타났다. 양의 변화는 프린팅 실험 진행에 따라 늘어나는 것처럼 보인다. 블레이드를 교체하고 프린팅 실험을 다시 해야 한다. 마모된 블레이드를 교체하면 정방향 스트로크와 역방향 스트로크의 현저한 차이를 즉시 제거할 수 있다.
최종 결과는 직경이 12mil인 원형 개구 패턴에서 도출되었다. 각 테스트 보드에는 54 × 15핀 어레이가 존재한다. 최소 피치는 0.5mm이다. 스텐실 두께는 5mil이다. 이는 면적비율 0.60을 의미하며, 일반적으로 평균 전사 효율이 85~92%이고 표준 편차는 10% 미만이다. 블레이드 마모에 대한 신호는 (a) 전사 효율의 변화, (b) 변동의 증가, (c) 정방향 및 역방향 스트로크의 차이이다.
소형 부품의 어셈블리를 위한 제품 디자인의 경우, 가장 작은 개구에 초점을 두었다. 일반적으로 초소형 개구의 전사 효율에 있어서 특징은 불충분 페이스트와 조인트의 오픈 결함을 발생시킬 수 있는 50% 미만으로 떨어지는 특이치(outlier)이다. 반대로, 더 많은 양의 침전 체적은 프린팅 공정의 일부로 남게 되어 이 문제를 복잡하게 만든다. 사각형 모양 개구에 있어서 특이치(outlier)가 자주 발생했다. 이는 그림 2의 데이터 수집 결과에서 볼 수 있다.
프린팅 시험판에는 스퀴지 프린트 스트로크의 방향성을 가로와 세로 모든 방향이 가능한 사각형 개구 패턴과 패드 크기를 포함시켰다. 사각형 개구 크기는 9 × 50mil와 8 × 50mil로 2개로 하였다. SMD(solder mask defined)와 NSMD(non-solder mask defined) 패드 설계 모두를 관찰할 수 있었다. 평균 전사 효율을 초과하는 특이치(outlier) 발생은 가로 방향의 스퀴지 스트로크와 반대로 세로 방향으로 향하는 사각형 개구와 관련이 있다. 또한 NSMD 패드 설계는 과다한 특이치(outlier)를 보여주었다.
현미경으로 관찰된 이들 특이치(outlier) 침전을 일반적으로 ‘도그이어(dog-ear)’라고 한다. 프린팅 시험판에서는 대체 페이스트 제품이 ‘도그-이어’에 관한 개념을 변화시킬 수 있는지 여부를 확인하기 위해 수행하였다. 현재의 페이스트 제품 프린팅 시험판에서는 여러 번의 프린팅 일시중시를 포함시켰다. 모든 사각형 개구부에 있어서 프린팅이 일시중지된 후 첫 번째 프린팅에서 발생한 평균 미만의 특이치(outlier)가 발생함이 관찰되었다. 대체 페이스트는 초기 단계에서 현저하게 개선된 점을 찾아보기 어려워서 현재 페이스트 제품을 계속 사용하기로 결정했다. 고객들은 소형 어셈블리 제품 설계를 인지해야만 하고, 일반적인 관측 세트는 사각형 패드용 SMD를 사용한 신제품 설계를 계획함에 있어서 유용할 수 있다.

  

결과는 8개의 사각형 개구 패턴과 패드 디자인 조합을 통해 얻었다. 사각형 개구의 크기는 9 × 50mil와 8 × 50mil 2가지로 하였다. SMD(solder mask defined)와 NSMD(non-solder mask defined) 패드 설계를 모두 적용하였다. 패드의 방향은 스퀴지 프린트 스트로크의 방향을 가로(H)와 세로(V)로 하였다. 세로 방향의 NSMD 개구의 표준 편자는 수용할 수 없는 수준이었지만, 리플로우 이후 rework 증가를 감수하는 실제 생산라인 중에서는 용인하는 경우가 종종 있다.
정사각형 개구와 원형 개구는 동일한 크기의 정사각형 면과 원형 직경에 비례 면적 비율을 갖고 있다. 하지만 정사각형 개구의 체적이 더 커져서 전사 효율이 비슷해졌고, 정사각형 개구를 사용하여 더 많은 페이스트가 침전되었다. 0.4mm와 0.5mm 피치의 양쪽 부품을 위한 일반적인 크기의 사각형 구멍 및 패드 설계 패턴은 11mil이다. 패드 간의 공간이 작기 때문에 NSMD 패드 설계가 자주 나타났다. 이 상황은 스텐실 프린팅 작동에서 일시중지가 있을 때, 스텐실 프린팅 문제가 생긴다. 그림 3에서는 6개의 페이스트 프린팅 시험판에서 얻은 전사 효율성 결과를 보여주고 있다. 초기 3번의 실험은 동일한 페이스트를 사용하여 수행되었으나, 프린팅 속도를 다양하게 하였다. 현재 페이스트 제품의 프린팅 속도가 더 느리다는 것을 알 수 있었다. 더 빠른 프린팅 속도로 시험을 하는 동안 불충분한 양의 특이치(outlier) 현상이 발생했다. 프린팅 속도가 빠를수록 특이치(outlier)가 불충분한 양의 경우가 많아지고, 특히 시간이 길어지면 일시 중지 횟수가 늘어났다. 신규 페이스트 제품에 동일한 프린팅 평가 절차, 도구 그리고 설정조건을 적용했다. 신규 페이스트 제품은 시간이 일시중지 시간 테스트를 견뎌냈으며, 저속 프린팅 속도에서의 현재 제품이 갖는 성능만큼 고속 프린팅 속도에서도 수행할 수도 있었다.

  


결과는 5mil 스텐실을 이용하여 11mil 측면을 지닌 정사각형 개구에 관한 것이다. 보드 패드는 NSMD로 하였다. 프린팅 속도는 불충분 특이치를 최소화하기 위해 현재 페이스트 프린팅 속도를 느리게 하거나 아니면 신규 후보군 페이스트 제품의 경우에는 속도를 높이기도 하였다. 스퀴지 프린팅 압력조건 설정은 제조 중에 가장 어려운 과제로 여겨지고 있다. 흔히 프린팅 압력은 일반적인 프린터 관리, 부정확한 스퀴지 길이, 블레이드 마모, 부적절한 서포트 시스템 또는 또 다른 공정 설정 조건으로 인해 기인하는 눈에 보이지 않는 딜레마를 감추기 위해 흔히 프린팅 압력을 높이고 있다. 오염되지 않은 스텐실 프린팅 공정 조건하에서, 최소한의 스퀴지 압력이 필요하다. 실험 결과에서는 우수한 설정 하에서 스퀴지 압력의 상호작용 인자가 거의 존재하지 않음을 나타내고 있다. 하지만 높은 프린팅 압력을 유지하면 얇은 스텐실은 손상된다. 소형 전자 어셈블리의 프린팅 전사 효율성을 향상시키기 위해 면적 비율에 대한 요구가 증가함에 따라 더 얇은 스텐실이 요구된다.
결과적으로, 사용자가 스텐실 손상(과도한 스퀴지 압력으로 인한)으로 인한 생산 손실을 경험할 때 최소한의 스퀴지 압력 제어가 필연적으로 필요하다는 점을 느낄 것이다.
스퀴지 압력에 관한 생산라인 제어가 개선된다면, 고속 프린팅 공정 생산라인의 요구가 더욱 어려워질 것이다. 스텐실의 표면 전체를 깨끗이 닦아 내기 위해서 프린팅 속도가 빨라질수록 더 높은 프린팅 압력이 필요하다. 깨끗한 닦음은 균일한 페이스트 롤링과 전사 효율 최대화에 도움을 준다. 정밀 스텐실 프린팅 공정에서는 스퀴지 압력 문제로 인해 제약을 받을 수 있다. 새로운 스퀴지 디자인과 혁신적인 프린터 장비 기능은 부분적인 해결책이 될 수 있지만 스퀴지 압력 최소화 요구가 예상된다.
그림 4에서는 4mil 스텐실을 사용하여 100mm/s의 프린팅 속도로 수행한 4개의 페이스트 로트에 대한 프린팅 시험 결과를 보여주고 있다. 프린팅 압력은 각 프린팅 시험 설정 시간에 프린터 작업자에 의해 독자적으로 결정되었다. 100mm/s 속도에서 새로운 솔더 페이스트를 사용하는 200mm 스퀴지 길이에 대한 설정 범위는 3.4kg~4.0kg이었다. 작업자는 설치 중에 깨끗한 닦음과 양호한 페이스트 롤링이 이뤄졌는지를 설정하는 동안에 관찰함으로써 최소 압력을 결정하였다. 페이스트 입자는 블레이드 홀더에 접촉할 위험이 없도록 신중하게 측정해야 한다. 각 로트에 대한 설정의 경우, 130~135g의 페이스트를 사용하여 작업자가 시험을 시작했다. 입자 지름은 엣지 가드에 의해 균일하게 유지될 것이며, 13.4mm 이하로만 측정하였다.
해당 프린팅 실험에서 얻은 결과의 성과는 페이스트 로트 간의 성능 차이를 구분하고, 페이스트 로트마다 전사 효율 변화가 얼마나 다른지를 확인하는데 도움이 될 것으로 예상한다. 9개의 개구 패턴과 패드 디자인 조합으로 하였다. 확실한 점은, 0.56의 면적비율의 개구는 4개의 모든 로트의 프린팅 프로세스에서 도전과제이었다. 또한 0.56의 면적 비율 사각형 개구가 원형 개구보다 훨씬 우수한 성능을 보임을 알 수 있다. 이는 최고의 추천을 내리기 힘든 결정이다. 동일한 데이터로부터 얻은 또 다른 시각적인 형태가 그림 5에 나와 있다.

  


변화평균비율(VMR, variance-to-mean ratio)은 실험에 적용한 솔더페이스트의 4개 로트에 각 프린팅 시험의 각 개구 패턴과 패드 설계에 대한 데이터로 계산되었다. VMR이 낮으면 그림 5에서처럼 더 나은 프린팅 성능을 나타낸다. 이 값은 각 페이스트 로트 간의 정확한 성능 차이를 간결한 형식으로 보여준다. 페이스트 로트 #1와 #4에서 했던 것처럼 페이스트 로트 #2와 #3을 유사하게 수행했다. 그림 4에서 보는 바와 같이, 로트들 간의 뚜렷한 차이를 쉽게 구별할 수 있다. 각 샘플의 저장 내역에 관한 추가적인 정보는 의사 결정자가 저장 및 취급 내역이 제품 성능에 영향을 미칠 수 있는지 여부를 이해하는데 도움이 된다.

  


패드의 솔더 마스크 설계와 함께 한 프린팅 성능에 관해서 업계 전문가들 사이에서는 특유의 확신을 가지고 있다. 이러한 통찰력은 스텐실 개구 설계 수정을 도와줄 것이고, 더 나은 생산 성능을 가능하게 할 것이다. 역설적이게도 많은 전문가들은 SMD vs NSMD의 이점에 대해 상반된 관점을 가지고 있다. 데이터는 동일한 사안의 양측을 지원하기 위해 제공될 수 있다. 이들 SMD/NSMD 상황에서 많은 부분을 걸러내는 일반적인 속성은 보드 서포트와 보드 레이아웃에서 감시 중인 패드의 상대적 위치이다. 예를 들어, 면적과 면적 비율이 명확하게 큰 사각형 패드는 최대한 서포트가 사이트 아래에서 받쳐주도록 레이아웃에 위치되었을 때 NSMD 패드 설계를 활용하여 더 잘 수행될 수도 있다. 또 다른 예에서 0.66 이하의 면적비율을 지닌 원형 패드는 프린팅 스트로크의 시작점에서 멀리 떨어져 위치하고 사이트 아래에 최대 서포트가 주어질 때 SMD 패드 디자인을 사용하여 더 잘 수행된다. 각 전문가는 사례별로 각기 다른 경험을 쌓기 때문에 특정한 구체적인 결론에 도달하기가 어렵다.
그림 6은 SMD와 NSMD 사이트에서의 원형과 사각형 개구의 결과를 보여주고 있다. 프린팅 스트로크 시작점과 개구의 거리는 상당히 다르다. 3개의 스퀴지 속도를 프린팅 실험에 적용하였다. 프린팅 셋업의 다른 속성들은 엄격하게 조절하였다. 5mil 스텐실을 사용하는 면적비율은 0.60이다. NSMD 원형 개구들이 사각형 개구들보다 더 많은 특이치를 보였다는 것을 제외하고는 확연한 차이가 존재하는지가 명확하지 않았다. 이 현상은 일반적인 트렌드를 뒷받침한다. 그러나 소형 어셈블리의 경우, 소형 크기의 패드에 증가된 밀도 때문에 프린팅 공정에서 NSMD 패드가 대두될 것이다. 게다가 소형 면적비율 개구도 존재할 것이다. 이러한 이유로, 불충분한 특이치는 생산수율비율에 있어서 중대한 개념이 될 수 있다.

  


스텐실 프린팅용 보드 서포트 시스템은 프린팅 성능 변화에 기회를 제공할 수 있다. 프린팅 프로세스에서 소형화 특색들은 훨씬 엄격한 보드 서포트 시스템의 허용오차로 좌우될 것이다. 페이스트 프린팅 평가판 성능은 각 프린팅 평가를 시작한 이후 정기적인 유지 관리를 통해 개선된 것으로 나타났다. 전용 서포트 픽스쳐는 설비는 모든 프린팅 테스트 시료에 맞춰 설계되었다. 이들 픽스쳐는 보드의 바닥면을 100% 받쳐준다. 스퀴지 길이(보드 크기의 가장자리를 넘은 돌출부)는 10mm 미만이며 스퀴지가 각 개구 위로 이동하는 동안 최대한의 서포트를 제공한다. 고객주문형 서포트 박스는 테스트 보드를 평평하게 하고 제자리에 고정시키는 진공 장치이다.
최소 스퀴지 압력은 프린팅 주기 동안 보드 위치의 잠재적인 이동을 최소화한다. 프린팅 주기에서 어떠한 프린팅 갭도 허용되지 않았다. 프린터 프로그램은 보드 두께를 과도하게 보정하도록 설정하지 않았다. 보드가 스텐실로 눌려져 스텐실의 평탄도를 가능한 변형하기 위해서이다.
지속적이고 성실한 관리로 인해 프린터 컨베이어 레일에 페이스트 찌꺼기가 남지 않는다면, 프린팅 갭(보드 표면과 스텐실 호일의 바닥면 사이)이 부주의하게 발생하지 않을 것이다. 컨베이어 시스템에 전통적으로 사용되어 온 일반 보드 클램프는 새로운 클램프 시스템으로 대체되고 있다. 일반 클램프에는 보드를 제 위치에 잡아주고, 프린팅 주기 동안 보드 표면을 아래로 잡아주는 스테인리스 호일을 포함시켰다. 이 클램프의 20mm 이내에 위치한 작은 개구는 프린팅 갭 위험이 있다. 프린팅 주기 동안 특정 프린팅 갭은 부분적으로 전사효율성능을 변화시키는 경향이 있다. 개구로 페이스트가 롤링되는 동안 스텐실이 움직이기 때문이다.
100mm/s의 프린팅 속도에서, 전사 효율에 악영향을 미치는 것으로 나타났다. 그림 7은 비슷한 원형의 10mil NSMD 패드가 있는 두 개의 서로 다른 스텐실과 두 개의 다른 테스트 시료를 보여주고 있다. 일반 클램프를 사용했을 때, 데이터에 불충분한 특이치가 존재했던 점이 중요하다.

  

25개의 서로 다른 개구 패턴과 패드 디자인의 조합의 관찰을 포함하는 프린팅 평가판에서 얻은 변화평균비율 라인차트를 그림 8에서 보여주고 있다. 3개의 페이스트 제품 프린팅 평가판은 3월, 6월, 7월 동안에 실시되었다. 사용했던 2개의 페이스트 제품(페이스트 A와 페이스트 C)은 서로 다른 제조 로트에서 생산했지만 동일한 제품이다. 페이스트 B는 다른 제품이다. 결과에서는 10mils의 개구 크기에서 페이스트 A와 페이스트 B 간의 성능 차이를 보여주고 있다. 페이스트 취급과 저장 이력은 페이스트가 부적절하게 저장되었을 수도 있음을 나타낸다. 10mil 개구 사이트에서의 특이한 결과는 페이스트가 생산시 예상대로 수행되지 않을 수도 있다는 우려가 제기된다. 작은 10mil 개구 특징을 포함하는 제품 디자인용 페이스트를 사용하여 회피하도록 할 수 있다.

 


그림 9와 그림 10은 여러 가지 다른 패드 크기와 패드 공간을 제공하는 커스터머 테스트 시료에서의 0.3mm 피치 패드 사이트 2개 이미지이다. 커스터머 페이스트 제품의 프린팅 제품 평가판에는 3개의 다른 스텐실이 포함되어 있다. 이들 사이트에서 개구는 사각형 모양이다. 0.20mm 패드 크기의 사각형 개구 크기는 0.20mm(<8 mils)이다. 0.15mm 패드 크기의 사각형 개구 크기는 0.15mm(<6 mil)이다. 각 스텐실의 스텐실 두께는 4.0mil, 3.5mil 및 3.0mil로 하였다. 그림 11은 진행 중인 프린팅 평가의 예비 결과를 보여주고 있다. 이러한 평가에는 커스터머가 사용 중인 현재의 페이스트도 포함되었다.
스텐실 간 그리고 다양한 페이스트 제품 간의 성능 차이를 관찰하기 위해 새로운 실험용 페이스트 제품을 추가 프린팅 평가판에 사용하였다.

 
 


생산 도중 페이스트 프린팅의 전사 효율에 대한 임의의 규격 한계는 UCL의 경우 150%이고 LCL의 경우 50%이다.
일반적으로 이들 값을 표준화하는 작업이 어렵다. 전사 효율의 변화가 스텐실 프린팅에 따른 생산라인 불량의 주요 원인이기 때문이다. 그러나 프린팅 연구의 데이터 분석 결과를 활용하면 스텐실 프린팅 프로세스를 특성화하는데 유용하다. 표 1, 표 2, 표3 그리고 표 4는 0.3mm 피치 정밀 프린팅 프로세스의 개발을 목표로 둔 사례 연구의 초기 단계에서 얻은 데이터를 표로 나타낸 것이다. 추가 프린팅 평가가 사례 연구에 소개되면서 프로세스 속성은 프로세스의 개선 기회로 평가될 것이다.

  


230㎛2의 개구 패턴인 (S9_NSMD)의 결과는 평균 전사 효율이 65%임을 알 수 있었다. 커스터머의 사양 제한용 DPMO(Defects Per Million Opportunities)는 이들 프린팅 평가의 4가지 서로 다른 프린팅 속도에서 768~2376의 범위였다. 이 개구 크기는 고객의 신제품 설계에 큰 가능성을 보여주었다. 기존 프로세스의 데이터 분석에 따르면, 이 개구 패턴의 프로세스 성능(Cpk) 지수는 4가지 서로 다른 인쇄 속도에서 0.94~1.06 범위를 나타냈다. 그러나 공정 잠재력(Cp) 지수는 1.59~1.70을 보였다. 이러한 현상을 통해서 개구 패턴 성능이 상당히 높은 개선 가능성이 있음을 알 수 있다. 평가한 속성 중에서 가장 중요한 개선을 보여주는 새로운 스텐실 제조 기술이었다.

 

 

결론 

현재의 표준 프린팅 공정을 활용한 솔더페이스트 제품의 평가는 이들 페이스트에 대한 품질 평가를 제공하고, tooling과 공정 설정을 위한 개선 기술을 제안한다. 스텐실 프린팅 공정을 특성화하기 위해 통계 기반 분석기술을 활용하면 현재 프로세스를 정량적으로 벤치마킹하는 방법을 보여주었다.
이 접근법은 정밀 스텐실 프린팅 공정 및 재료를 대조하는 기준을 제공한다. 이 접근법은 전자 어셈블리 제품의 추가되는 소형 부품에 필요할 것이다. 전사 효율성의 변화를 분석하여 정밀 프린팅 공정을 수립하는 기술을 요약한다.
일부 속성 예에는 스퀴지 블레이드 마모, 사각형 개구 방향성, 프린팅 속도, 솔더 마스크 디자인, 보드 클램핑 방식, 패드 크기와 패드 공간이 포함된다. 전사 효율성의 변화에 많은 영향을 미치는 주요 속성 항목들이 더 고려되어야 한다. 표 5은 0.3mm 피치에 대한 이론적으로 제안되는 테스트 디자인 대안방식을 보여주고 있다. 크기와 공간의 합이 0.3mm임을 유념해야 한다. 스텐실 프린팅 공정의 변화에 기여하는 테스트 시료 속성의 기회는 패드 디자인 제한 고려에서부터 시작될 것이다. 분명히 마스크 설계 허용오차는 크기 범위의 양쪽 끝에서 동일하지 않을 수도 있다. 보드 패드의 균일한 크기, 모양 그리고 위치 또한 고려되어야 할 조건이다.

  


스텐실 개구 특성의 분포는 일반적으로 알려져 있지 않지만 허용오차 수준 내에 있다고 가정한다. 전형적인 스텐실 디자인을 적용한 0.3mm 피치 어레이의 경우, 균일한 스텐실 개구 치수가 소형 전자부품 어셈블리의 전사 효율 변화에 가장 중요한 원인이 될 수 있다. 스텐실 개구 허용오차 고려에서 새로운 도전 과제가 있을 수 있다. 특히 실제 제품 디자인 레이아웃 내 다양한 배열 위치와 관련해서 고려해야 한다. 새로운 혁신적인 대체 제조 기술은 새로운 수준의 부품 소형화에서 정밀한 프린팅 공정이 가능하도록 지원할 것이다. 전사 효율 변화를 보고한 본고에서 보여준 방법은 매우 중요하게 되기 시작할 것이다. 0.3mm 피치의 부품 배열과 인접한 01005 위치, QFN 혹은 실드 부착용 오픈 동박 패드 사이에서 발생하도록 나타나는 상호작용을 고려하여 강력한 제품 디자인이 가능할 것이다.
스텐실 프린팅 공정을 완벽하게 하려면 시각적인 소프트웨어 도구를 완벽하게 사용해야 한다. 통적인 메트릭 단위 세트만 데이터에 표시하는 기존의 보고 방식은 변경이 필요할 수 있다. 축 설정은 확실히 표시된 단위로 제대로 라벨되어 있어야 하지만, 전사 효율의 시각적 표현을 보다 잘 전달할 수 있도록 기본 측정 단위를 선택할 수도 있어야 한다. 예를 들어, 입방 미크론 단위의 약간의 변동은 인식 가능한 개념이 될 수도 있다. 그러나 입방 mil이나 나노리터로 표현 된 변화는 더 명확한 이해를 도울 수도 있다. 38~40개의 개구 패턴이 정밀 스텐실 인쇄 공정에 있다고 가정한다면, 아마도 단지 하나 또는 두 개의 개구 패턴이 소형 어셈블리 동안 대체 솔더 증착에 고려가 될 것이라고 생각할 수 있다.
40개의 개구 패턴 중에서, 스텐실에서 특정 개구 패턴을 제거할 수 있으며, 이들 솔더 접합은 페이스트 디스펜스 혹은 혁신적인 제트 프린팅 공정 이용을 통한 방법이 될 것이다. 이러한 1 혹은 2개의 개구 패턴은 스텐실 프린팅 공정에서 일반적으로 적합하다. 하지만 0.3mm 피치 부품이 아니라고 하더라고 이들 패턴들이 새로운 제품 디자인에 적합하지 않을 것이다.
전사 효율의 변화를 보고하기 위한 방법이 매우 상세하고 복잡할 수 있지만, 나타난 결과에 대한 제한된 토론을 장려하기 위해 필요한 속성을 편리하게 생략할 수 있다. 변화에 기여하는 인식되지 않은 속성을 가지고 있는지가 잠재적인 관심사이다. 예를 들어, 새롭게 소개된 제품 디자인이 01005 부품 주위 근처에 0.3mm 피치 어레이, 그라운드 패드를 지닌 QFN 가까이에 그리고 실드용 대량의 오픈 동박 패드가 포함되어 있다면, 그러면 유사한 디자인을 지닌 테스트 시료는 프린팅 시험판에서의 전사 효율 변화를 표시할 기회가 있다. 다양한 혁신적인 스텐실 제조기술을 사용한 프린팅 시험판은 전사 효율 변화 측정으로써 정밀한 프린팅 공정에서 생존 가능성이 높다. 그러나 새로운 스텐실 디자인 기술의 실제 제조 도입을 위해 제조 허용오차와 비교할 때 테스트 스텐실 개구 간의 제조 허용오차에 특징적인 차이가 없다면 이는 결정적일 것이다. 포괄적인 스텐실 기능 혼합을 누락시키는 것은 테스트 시험판 프린팅 공정(제한된 기능의 테스트 스텐실을 사용하여 설정한)이 가짜가 될 소지가 있다. 유사하게, 개구 배열의 위치 때문에 테스트 스텐실 개구들 간의 프로세스 차이가 존재한다면, 비표준 개구 배열(테스트 스텐실에서)을 통해 새롭게 정립된 정밀 프린팅 프로세스는 또한 가짜 결과를 나타낼 수 있다. 패드 크기, 패드 공간, 마스크 디자인 및 개구 제조 기술뿐만 아니라 개구 레이아웃의 포괄적인 배치가 프린팅 결과를 변경시킬 수 있다.     
 

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