PCB 제조에서 일반적으로 사용되는 표면 처리 기술은 다음과 같습니다:
할팅(halting)은 PCB를 용융된 주석-납 솔더에 담근 다음, 핫에어로 표면을 평탄하게 불어 주석이 구리 표면에 고르게 부착되도록 하여 산화방지 및 납땜이 용이한 코팅층을 형성하는 공정입니다. '블로잉(blowing)'은 주석을 평탄하게 만들어 솔더 누적과 단락을 방지하는 과정입니다.
HASL은 수직형과 수평형 두 가지가 있으며, 수평형이 더 우수하며 코팅이 더욱 균일합니다.
공정 순서: 미세 에칭(구리 표면을 거칠게 하여 부착력을 높임) → 예열 → 플럭스 도포 → 주석 스프레이 → 최종 세척
장점: 저비용, 일반적으로 사용 가능, 파손 시 수리 가능
단점: 표면이 고르지 않음, 소형 부품에는 부적합, 열 충격에 약함, 스루 홀(PTH)에 불리, 납땜 시 젖음성(wettability)이 좋지 않음
OSP는 구리가 산화되는 것을 방지하기 위해 구리 표면 위에 생성된 유기 필름입니다. 이 필름은 산화, 열, 습기에 강하며, 납땜 시 플럭스에 의해 제거되어 우수한 납땜 효과를 보장합니다.
초기에는 이미다졸과 벤조트리아졸이 사용되었으나, 현재는 주로 벤조이미다졸 계열 분자가 사용됩니다. 여러 번 납땜이 가능하도록 하기 위해 구리 이온을 첨가하여 필름을 더욱 견고하게 만듭니다.
공정 흐름: 먼저 탈지, 미세 에칭, 산세척, 세척, 유기 필름 도포, 그리고 다시 세척하는 과정을 거칩니다.
장점: 친환경적이며 납이 없고, 표면이 매끄럽고 공정이 간단하며, 비용이 저렴하고 수리가 가능합니다.
단점: 스루홀(PTH)에는 적합하지 않으며, 환경에 민감하고 보관 기간이 짧습니다.
ENIG는 구리 표면에 도금된 두꺼운 니켈-금 합금층입니다. 매우 안정적인 성능을 가지며, 오랜 시간 동안 녹을 방지할 수 있고 복잡한 환경에도 적합합니다.
니켈층은 금과 구리의 확산을 방지할 수 있으며, 그렇지 않으면 금이 구리로 빠르게 침투하게 됩니다. 니켈층은 5마이크론 두께로, 고온에서의 팽창을 방지하고 납 없는 솔더링 중 구리가 용해되는 것을 막아 솔더링을 보다 신뢰성 있게 만들어 줍니다.
공정 흐름: 산세척, 미세에칭, 사전 담금, 활성화, 니켈 도금 및 침몰 금도금. 전체 공정에는 6개의 화학 탱크와 다양한 화학약품이 필요하며 상대적으로 복잡합니다.
장점: 매끄러운 표면, 강력한 구조, 친환경 무연, 스루홀(PTH)에 적합함.
단점: 블랙 패드 문제 발생 가능, 비용이 높음, 수리가 어려움.
침몰 은도금의 난이도는 OSP와 ENIG 사이에 있습니다. ENIG처럼 "두꺼운 갑옷"을 입지 않지만 전기적 특성은 매우 우수합니다. 고온, 습도가 높고 오염된 환경에서도 용접이 가능하지만 표면이 어두워질 수 있습니다.
은 침적 도금은 니켈층이 없기 때문에 지지력이 약하며 ENIG만큼 강하지 않습니다. 이는 치환 반응으로 구리 표면에 순은으로 된 얇은 층을 형성합니다. 때때로 부식과 은 이동 현상을 방지하기 위해 소량의 유기물질을 첨가하기도 합니다. 이러한 유기물질의 비율은 1% 미만으로 매우 적습니다.
주석 침적 도금은 납땜에 사용되는 주된 금속이 주석인 점에서 현대의 솔더와 매우 호환성이 좋습니다. 초기의 주석 침적 도금은 솔더링 중 문제를 일으키는 주석 와이스커(whisker) 현상이 발생하기 쉬웠습니다. 이후 유기 첨가제를 사용하여 주석층을 입상 구조로 만들었으며, 이는 주석 와이스커 문제를 해결할 뿐 아니라 열 안정성과 납땜성을 개선시켰습니다.
주석 침적 도금은 구리 표면에 평탄한 구리-주석 금속간 화합물층을 형성할 수 있습니다. 납땜 특성은 스프레이 주석 도금과 유사하지만, 스프레이 주석 도금과 같은 표면 불균일 문제도 없으며, ENIG와 같은 금속간 확산 문제도 없습니다.
참고: 주석 침적 도금 기판은 오랫동안 보관할 수 없습니다.
헤비 코퍼 PCB
아오이
F4
도금 반원형 홀
EN
