장기간 보관된 PCB가 개방 비아에서 단락되는 이유는 무엇입니까?
4년 동안 보관된 PCB에서 내부 레이어에 국한된 오픈 비아에 단락이 발생하는 이유는 무엇이며, 베이킹 후에는 이러한 단락이 사라지는 이유는 무엇일까요?
RICH FULL JOY의 공학적 설명
4년 동안 보관된 PCB에서 갑자기 개방된 비아에 집중된 단락 회로가 발생하고, 테스트 결과 내부 레이어 단락이 나타나며, 베이킹 후 해당 단락이 사라지는 경우, 고장 원인은 영구적인 구리 브리지인 경우가 드뭅니다.
신뢰성 공학적 관점에서 볼 때, 이러한 패턴은 구조적인 내부 금속 단락이 아니라 이온 오염으로 인해 강화된 습기 유발 일시적 전도 현상을 강력하게 시사합니다.
이 글에서는 해당 현상을 명확하고 단계적으로 설명합니다.
1. 왜 공매도는 개방형 비아에 집중되는가?
RICH FULL JOY에서는 솔더 마스크로 밀봉되지 않은 오픈 비아(공개 비아)를 환경 오염 물질 유입 지점으로 간주합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.
- 구리 링과 비아 입구는 공기에 노출되어 있습니다.
- 습기나 오염 물질을 차단하는 솔더 마스크 장벽이 존재하지 않습니다.
- 개구부는 모세관 현상에 의한 습기 유지를 촉진합니다.
- 노출된 구리는 이온 잔류물(지문, 먼지, 포장재에서 방출되는 가스, 취급 과정에서 발생하는 오염 물질)이 더 쉽게 축적됩니다.
습한 환경에서는 비아 개구부에 얇은 전해질 막(물 + 용해된 이온)이 형성될 수 있습니다.
해당 필름은 인접한 도체 사이 또는 비아 배럴에서 인근 구리 부품으로 일시적으로 전기를 전도할 수 있습니다.
따라서 개방형 비아는 장기간 보관 후 습도로 인한 전기적 이상 현상에 가장 취약한 부위가 됩니다.

2. 테스트 결과에서 단락이 내부층 결함으로 나타나는 이유는 무엇입니까?
이는 금속 브리지가 PCB 내부에만 형성된다는 것을 의미하지는 않습니다.
대신, 이는 전기 경로가 최종적으로 닫히는 지점을 나타냅니다.
- 많은 설계에서 가장 작은 전기적 간격은 내부 레이어에 위치합니다.
- 비아-평면 간격
- 배럴 근처의 조밀한 내부 레이어 라우팅
- 전원면과 접지면은 임피던스가 매우 낮아 자연적인 "전기적 흡수체" 역할을 합니다.
습기가 비아 개구부 근처 또는 비아 벽을 따라 일시적인 전도성 경로를 생성하면 누설 전류가 종종 내부 평면 또는 내부 레이어 트레이스에 연결되어 테스터가 내부 레이어 단락을 보고하게 됩니다.
따라서 진입점은 개방형 비아이지만, 폐쇄점은 일반적으로 내부 레이어의 구리 특징부입니다.
3. 굽는 과정이 쇼트를 제거하는 이유는 무엇입니까?
이것이 핵심적인 진단 단서입니다.
굽는 과정은 흡수된 수분을 제거합니다.
- PCB 수지 시스템
- 인터페이스를 통해
- 개방형 비아 주변의 표면 영역
수분이 증발할 때:
- 전해질 막이 붕괴됩니다
- 이온 전도 경로가 끊어짐
- 전기 저항은 정상으로 돌아옵니다.
이는 단락이 영구적인 구리-구리 브리지가 아니라 습기에 의한 전도성 누설이었음을 증명합니다.
만약 그것이 금속 다리였다면, 굽는다고 해서 사라지지는 않았을 겁니다.
4. 이러한 동작에 해당하는 고장 메커니즘은 무엇입니까?
RICH FULL JOY의 현장 경험에 따르면 가장 일관적인 원인은 다음과 같습니다.
- 습기에 의한 이온 전도(가장 가능성이 높음)
- 습기가 이온 잔류물과 결합하면 일시적인 전도성 경로가 형성됩니다.
- 초기 단계 전기화학적 이동(ECM)
- 초기 단계에서 전도 경로는 습도에 따라 달라지며 가역적입니다.
- 습기와 전기적 바이어스에 반복적으로 노출되면 영구적인 금속성 수지상 결정으로 성장할 수 있습니다.
이는 현재 보드가 복구 가능한 위험 단계에 있지만, 습기에 반복적으로 노출되면 시간이 지남에 따라 영구적인 손상이 발생할 수 있음을 의미합니다.

5. RICH FULL JOY는 이러한 위험을 관리하는 방법을 다음과 같이 제안합니다.
즉각적인 제어
- 사용하기 전에 도마를 오븐에 구워주세요.
- 굽고 나서 다시 테스트하세요
- 즉시 제습제와 습도지시표(HIC)를 넣고 진공 포장하여 밀봉하십시오.
저장 제어
- 개방 노출 시간을 최소화하십시오
- 습도가 낮은 곳에 보관하세요.
- 맨손으로 열린 비아를 만지지 마십시오.
설계/공정 개선 (향후 생산분에 적용)
- 가능하면 개방형 비아를 피하고, 텐트형 비아 또는 채워진 후 덮인 비아를 사용하십시오.
- 중요 네트의 비아-플레인 영역 간 간격을 넓히십시오.
- 이온 잔류물을 줄이기 위해 청결도 관리를 개선하십시오.
최종 엔지니어링 결론
장기간 보관된 PCB에서 내부 레이어 결함으로 보이는 개방 비아에서의 단락 현상이 발생하고, 열처리 후 이러한 단락 현상이 사라지는 경우, 근본 원인은 영구적인 내부 구리 단락이 아니라 습기에 의한 이온 전도일 가능성이 매우 높습니다.
RICH FULL JOY에서는 이를 PCB 제조상의 구조적 결함이 아닌 보관 환경에 대한 민감성 문제로 간주하고, 습도 조절, 청결 유지 및 포장을 통해 관리합니다.

