2024년 6월 28일

PCB에 적합한 표면 마감 선택

인쇄 회로 기판(PCB)을 설계하고 제조할 때 올바른 표면 마감을 선택하는 것이 중요합니다. 이 결정은 보드의 기능, 신뢰성 및 수명에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 표면 마감은 노출된 구리 흔적을 산화로부터 보호하는 데 중요한 역할을 하며, 이는 시간이 지남에 따라 부식과 파손으로 이어질 수 있습니다.

표면 마감은 또한 PCB의 납땜성을 향상시켜 조립 과정에서 부품이 안전하게 부착되도록 보장합니다. 이는 전자 장치의 전반적인 신뢰성에 필수적입니다. 표면 마감이 적절하지 않으면 PCB의 전기 연결이 불량해 장치 오작동이나 고장이 발생할 수 있습니다.

PCB의 올바른 표면 마감을 신중하게 고려함으로써 전자 제품의 최적의 성능, 수명 및 신뢰성을 보장할 수 있습니다. 이 가이드는 다양한 옵션을 탐색하고 다음 프로젝트에 대한 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 될 것입니다.

기계로 처리 중인 두 개의 녹색 PCB

PCB 표면 마감이란 무엇입니까?

PCB 표면 마감의 정의

PCB 표면 마감은 인쇄 회로 기판의 노출된 구리 트레이스에 적용되는 보호 코팅입니다. 이 마감 처리는 부식을 유발하고 보드 성능을 저하시킬 수 있는 산화로부터 구리를 보호합니다. 표면 마감은 또한 납땜 공정을 위해 보드를 준비하여 전자 부품이 안전하게 부착될 수 있도록 보장합니다.

구리 흔적을 보호하고 납땜성을 향상시키는 표면 마감재의 역할

표면 마감의 주요 역할은 산화 및 부식을 일으킬 수 있는 습기와 같은 환경 요인으로부터 구리 흔적을 보호하는 것입니다. 노출된 구리는 시간이 지남에 따라 성능이 저하되어 전기 연결이 불량해지고 PCB가 고장날 수 있으므로 이러한 보호는 매우 중요합니다.

보호 외에도 표면 마감은 납땜성을 향상시키는 데 중요합니다. 조립 과정에서 구성 요소가 PCB에 납땜됩니다. 표면 마감이 좋으면 솔더가 구리 트레이스에 제대로 접착되어 견고하고 안정적인 연결이 형성됩니다. 이는 PCB의 전반적인 기능과 신뢰성에 필수적입니다. 납땜 접합이 불량하면 간헐적인 연결이 발생하거나 보드 전체가 고장날 수 있기 때문입니다.

PCB 표면 마감 비교

표면 마감재에 사용되는 일반적인 재료 개요

PCB 표면 마감에는 일반적으로 여러 가지 재료가 사용되며 각각 고유한 특성과 장점이 있습니다. 가장 인기 있는 옵션에 대한 개요는 다음과 같습니다.

  1. HASL(열풍 납땜 레벨링): PCB에 용융된 땜납을 코팅한 후 뜨거운 공기로 수평을 맞추는 마감입니다. 비용 효율적이고 우수한 납땜성을 제공하지만 거친 표면 질감으로 인해 미세 피치 부품에는 적합하지 않을 수 있습니다.
  2. ENIG(무전해 니켈 침지 금): ENIG는 얇은 금층으로 덮인 니켈층으로 구성됩니다. 이는 뛰어난 납땜성과 내식성을 제공하므로 복잡하고 신뢰성이 높은 응용 분야에 이상적입니다.
  3. OSP(유기 납땜성 보존제): OSP는 유기화합물을 사용하여 구리 흔적을 보호합니다. 환경 친화적이고 비용 효율적이지만 금속 마감재는 내구성이 더 높아야 할 수도 있습니다.
  4. 침수 주석: PCB에 주석층을 코팅하여 평평하고 납땜 가능한 표면을 제공하는 마감재입니다. 이 제품은 우수한 납땜성을 제공하고 비용 효율적이지만 보관 수명이 짧고 취급 시 주의가 필요합니다.
  5. 이머젼 실버(ImAg): Immersion Silver는 납땜성이 좋은 평평한 표면을 제공합니다. 다양한 용도에 적합하지만 올바르게 취급하지 않으면 변색되기 쉽습니다.
  6. 무연 HASL: 기존 HASL과 유사하게 무연납을 사용하여 환경친화적이며 RoHS 규정을 준수합니다. 이는 우수한 납땜성과 산화 방지 기능을 제공합니다.
  7. 유기 표면 마감: PCB를 보호하기 위해 카본, 금, 은 등의 유기재료를 사용하는 마감재입니다. 예로는 카본 잉크, 금도금, 은도금 등이 있으며 각각 특정 용도에 적합합니다.
복잡한 금 흔적이 있는 PCB의 상세 이미지

표면 마감 선택을 위한 중요한 고려 사항

PCB에 적합한 표면 마감을 선택하려면 몇 가지 중요한 요소가 필요합니다. 각 요소는 회로 기판의 전반적인 성능, 신뢰성 및 비용 효율성에 중요한 역할을 합니다.

납땜성

부품 조립 시 납땜성의 중요성

부품을 PCB에 조립할 때 납땜성은 필수적입니다. 납땜성이 좋은 표면 마감은 납땜이 구리 트레이스에 잘 접착되도록 하여 견고하고 안정적인 접합을 생성합니다. 이는 보드의 전기적 연결과 기계적 안정성에 매우 중요합니다.

안정적인 솔더 접합 생성에 미치는 영향

안정적인 솔더 조인트는 작동하는 PCB의 백본입니다. 납땜성이 좋지 않으면 조인트가 약해져서 스트레스를 받거나 시간이 지남에 따라 파손될 수 있습니다. 우수한 표면 마감은 견고하고 내구성 있는 솔더 조인트 형성을 촉진하여 부품 고장 위험을 줄여줍니다.

산화로부터 보호

표면 마감이 구리 흔적의 산화 및 열화를 방지하는 방법

산화는 구리 트레이스를 크게 악화시켜 전기적 성능을 저하시킬 수 있습니다. 표면 마감은 장벽 역할을 하여 구리가 공기와 습기에 노출되지 않도록 보호합니다. 이는 산화를 방지하고 시간이 지나도 구리의 무결성을 유지합니다.

장기적인 안정성 이점

산화를 방지하면 구리 트레이스를 보호할 뿐만 아니라 PCB의 장기적인 신뢰성도 향상됩니다. 잘 선택된 표면 마감 처리된 보드는 열악한 환경을 견딜 수 있으며 수년 동안 기능을 유지할 수 있습니다.

유통기한

PCB의 저장 수명에 영향을 미치는 요인

PCB의 저장 수명은 습도, 온도, 오염 물질과 같은 환경 요인에 대한 노출에 의해 영향을 받습니다. 표면 마감은 보관 중 및 조립 전 보드를 보호하는 데 매우 중요합니다.

다양한 표면 마감이 유통기한에 미치는 영향

다양한 표면 마감은 다양한 보호 수준을 제공합니다. 예를 들어 ENIG는 탁월한 장기 보호 기능을 제공하는 반면 OSP는 단기 애플리케이션에 더 적합합니다. 올바른 마감재를 선택하면 PCB가 사용될 때까지 양호한 상태로 유지됩니다.

조립 공정에 대한 적합성

리플로우 납땜, 웨이브 납땜 및 기타 조립 공정과의 호환성

표면 마감은 리플로우나 웨이브 솔더링과 같은 조립 공정과 호환되어야 합니다. 각 공정에는 온도 및 납땜성에 대한 특정 요구 사항이 있습니다. 호환 가능한 표면 마감으로 부드럽고 효과적인 조립이 보장됩니다.

적절한 접착 및 납땜성 보장

안정적인 조립을 위해서는 적절한 결합과 납땜성이 중요합니다. 표면 마감은 납땜의 흐름과 접착을 쉽게 하여 구성 요소가 PCB에 단단히 부착되도록 해야 합니다. 이는 결함을 최소화하고 보드의 전반적인 품질을 향상시킵니다.

환경 고려 사항

RoHS 등 환경 규제 준수

많은 산업에서는 유해 물질의 사용을 제한하는 RoHS와 같은 환경 규정을 준수해야 합니다. 이러한 규정을 충족하는 표면 마감재를 선택하는 것은 규정 준수를 보장하고 법적 문제를 방지하는 데 필수적입니다.

친환경 표면 마감 옵션

일부 표면 마감재는 다른 마감재보다 환경 친화적입니다. 무연 HASL 및 OSP는 보다 친환경적인 옵션으로 간주됩니다. 친환경 마감재를 선택하면 규제 요구 사항을 충족하고 지속 가능성 노력을 지원합니다.

비용 및 재료 고려 사항

예산 제약과 성과 요구 사항의 균형 조정

비용은 항상 제조 결정에 영향을 미치는 요소입니다. ENIG와 같은 고성능 마감재는 뛰어난 이점을 제공하지만 가격도 더 비쌉니다. 경제적인 선택을 하려면 성능 요구 사항과 예산 제약의 균형을 맞추는 것이 중요합니다.

다양한 표면 마감의 비용 효율성

마감재에 따라 비용과 성능이 다릅니다. 예를 들어, HASL은 일반 애플리케이션에 비용 효율적인 반면, ENIG는 더 비싸지만 고신뢰성 애플리케이션에 필요합니다. 비용 효율성을 평가하면 최고의 가치를 제공하는 마감재를 선택하는 데 도움이 됩니다.

신뢰성과 수명

선택한 마감재가 성능 및 내구성 표준을 충족하는지 확인

표면 마감은 해당 응용 분야의 특정 성능 및 내구성 표준을 충족해야 합니다. 이를 통해 예상되는 작동 조건에서 PCB가 올바르게 작동할 수 있습니다.

PCB의 전반적인 신뢰성과 수명에 미치는 영향

올바른 표면 마감은 PCB의 전반적인 신뢰성과 수명을 향상시킵니다. 이는 보드를 환경적 손상으로부터 보호하고, 양호한 납땜 접합을 보장하며, 시간이 지나도 전기적 성능을 유지하여 더욱 내구성 있고 신뢰할 수 있는 제품을 만듭니다.

이러한 요소를 고려하여 PCB 요구 사항에 가장 적합한 표면 마감을 선택하여 최적의 성능, 비용 효율성 및 장기적인 신뢰성을 보장할 수 있습니다.

PCB 표면 마감층 다이어그램

공통 표면 마감 옵션

PCB에 적합한 표면 마감을 선택하는 것은 성능과 내구성을 위해 매우 중요합니다. 다음은 몇 가지 표준 표면 마감 옵션, 설명, 장점, 단점 및 적절한 적용 분야입니다.

HASL(열풍 납땜 레벨링)

설명 및 프로세스

HASL에는 PCB를 용융된 땜납에 담근 다음 열풍 칼을 사용하여 땜납의 수평을 맞추는 작업이 포함됩니다. 이는 균일한 납땜 코팅 표면을 생성합니다.

장점과 단점

  • 장점: 비용 효율적이고 널리 사용 가능하며 우수한 납땜성을 제공합니다.
  • 단점: 표면이 고르지 않아 미세 피치 부품에는 적합하지 않습니다. 또한 열 응력으로 인해 다층 기판에는 적합하지 않을 수도 있습니다.

적합한 용도

HASL은 비용이 중요한 범용 PCB 및 애플리케이션에 적합합니다. 스루홀 구성 요소와 대형 표면 실장 장치에 적합합니다.

ENIG(무전해 니켈 침지 금)

설명 및 프로세스

ENIG는 얇은 침지 금층으로 덮인 무전해 니켈층으로 구성됩니다. 니켈은 구리를 보호하는 장벽 역할을 하는 반면, 금은 납땜 가능한 표면을 제공합니다.

장점과 단점

  • 장점: 납땜성이 우수하고, 파인피치 부품에 적합한 평탄한 표면과 내식성을 가지고 있습니다.
  • 단점: 다른 마감재에 비해 비용이 높으며 올바르게 도포하지 않을 경우 "블랙 패드" 결함이 발생하기 쉽습니다.

적합한 용도

ENIG는 항공우주, 의료, 통신 산업의 복잡하고 신뢰성이 높은 애플리케이션에 이상적입니다. 또한 미세 피치 부품 및 HDI(고밀도 상호 연결) PCB에도 적합합니다.

OSP(유기 납땜성 보존제)

설명 및 프로세스

OSP는 구리 흔적을 유기 화합물로 코팅합니다. 이 유기층은 구리를 산화로부터 보호하고 납땜 공정 중에 제거되어 납땜을 위해 깨끗한 구리를 노출시킵니다.

장점과 단점

  • 장점: 환경 친화적이고 비용 효율적이며 첫 번째 납땜 주기에 탁월한 납땜성을 제공합니다.
  • 단점: 금속 마감재에 비해 내구성이 떨어지며 다중 리플로우 사이클에 적합하지 않습니다. 또한 제한된 유효 기간을 제공합니다.

적합한 용도

OSP는 단면 PCB, 가전제품 및 보드가 마감 직후에 조립되는 기타 비용에 민감한 응용 분야에 가장 적합합니다.

침수 주석

설명 및 프로세스

주석 침수에는 화학 공정을 통해 얇은 주석 층으로 구리 트레이스를 코팅하는 작업이 포함됩니다. 주석은 평평하고 납땜 가능한 표면을 형성합니다.

장점과 단점

  • 장점: 표면이 평탄하고 납땜성이 양호하며 가격이 저렴합니다.
  • 단점: 다른 마감재에 비해 유통기한이 짧으며, 주석 수염 및 변색을 방지하기 위해 세심한 취급이 필요합니다.

적합한 용도

침지 주석은 범용 PCB 및 응용 분야에 적합합니다. 평평한 표면은 미세 피치 부품에 이상적이며 비용에 민감한 응용 분야에도 사용됩니다.

이머젼 실버(ImAg)

설명 및 프로세스

은침수에는 화학 공정을 통해 얇은 은층으로 구리 흔적을 코팅하는 작업이 포함됩니다. 은은 평평하고 납땜 가능한 표면을 제공합니다.

장점과 단점

  • 장점: 납땜성이 우수하고 표면이 평탄하며 경제성이 뛰어납니다. 또한 환경 친화적입니다.
  • 단점: 변색되기 쉬우므로 취급 및 보관에 주의가 필요합니다.

적합한 용도

침지 은은 RF 및 마이크로파 PCB와 같은 고주파 애플리케이션과 평평한 표면과 우수한 납땜성을 갖춘 애플리케이션에 적합합니다.

무연 HASL

설명 및 프로세스

무연 HASL은 기존 HASL과 유사하지만 무연 솔더를 사용합니다. 이 과정에는 무연 솔더로 PCB를 코팅하고 열풍 칼로 수평을 맞추는 과정이 포함됩니다.

장점과 단점

  • 장점: 환경친화적이며 RoHS 규격을 준수하며 우수한 납땜성을 제공합니다.
  • 단점: 다른 마감재에 비해 표면이 거칠어 미세 피치 부품에는 적합하지 않을 수 있습니다.

적합한 용도

무연 HASL은 환경 규정 준수가 필수적인 범용 PCB 및 응용 분야에 적합합니다. 스루홀 구성 요소와 대형 표면 실장 장치에 적합합니다.

유기 표면 마감

설명 및 프로세스

유기 표면 마감재는 탄소, 금, 은과 같은 유기 재료를 사용하여 PCB에 보호 층을 제공합니다.

  • 카본잉크: 스위치 접점 및 키패드에 사용됩니다.
  • 금도금: 모서리 커넥터 및 마모가 심한 부위에 사용됩니다.
  • 실버 도금: 우수한 전도성과 납땜성을 요구하는 다양한 용도에 사용됩니다.

장점과 단점

  • 장점: 특정 용도에 적합한 다양한 옵션이 있어 우수한 보호 성능과 납땜성을 제공합니다.
  • 단점: 사용되는 소재에 따라 다르며, 취급시 주의가 필요할 수 있습니다.

적합한 용도

사용되는 특정 재료에 따라 유기 표면 마감재는 스위치 접점 및 키패드부터 가장자리 커넥터 및 마모가 심한 영역에 이르기까지 다양한 응용 분야에 적합합니다.

금색 패턴 및 구성 요소가 있는 녹색 PCB의 클로즈업

결론

PCB에 적합한 표면 마감을 선택하는 것이 중요합니다. 이는 보드의 기능, 신뢰성 및 전체 수명에 영향을 미칩니다. 우수한 표면 마감은 구리 트레이스를 산화로부터 보호하고, 납땜성을 향상시키며, 시간이 지나도 PCB가 잘 작동하도록 보장합니다.

적합한 표면 마감재를 선택하는 것은 단순히 PCB를 보호하는 것 이상입니다. 이는 전자 부품이 안전하게 부착되고 보드가 다양한 환경 조건을 견딜 수 있는지 확인하는 것입니다. 올바른 마감 처리는 고장을 방지하고, 성능을 향상시키며, 전자 장치의 수명을 연장할 수 있습니다.

globalwellpcba에서는 올바른 표면 마감 선택의 중요성을 이해하고 있습니다. 당사의 전문가들이 귀하의 프로젝트에 가장 적합한 옵션을 선택하도록 도와드리며 최고 품질의 성능과 내구성을 보장합니다. 귀하의 PCB 요구 사항을 어떻게 지원할 수 있는지 알아보려면 지금 당사에 문의하십시오.

작성자: 앨리스 리