PCB 표면 마감
| 표면 마감 | 일반적인 값 | 공급업체 |
| 자원 소방대 | 0.3~0.55µm, 0.25~0.35µm | 엔톤 |
| 시코쿠 화학 | ||
| 동의하다 | 또는: 0.03~0.12μm, Ni: 2.5~5μm | ATO 기술/Chuang Zhi |
| 선택적 ENIG | 또는: 0.03~0.12μm, Ni: 2.5~5μm | ATO 기술/Chuang Zhi |
| 에네픽 | 금: 0.05~0.125µm, 팔라듐: 0.05~0.3µm | 추앙 지 |
| 크기: 3~10μm | ||
| 하드 골드 | Au : 0.127~1.5um, Ni : 최소 2.5um | 지불자/EEJA |
| 소프트 골드 | Au : 0.127~0.5um, Ni : 최소 2.5um | 물고기 |
| 침지 주석 | 최소: 1um | 엔톤/ATO 기술 |
| 침적 은 | 0.127~0.45μm | 맥더미드 |
| 무연 HASL | 1~25μm | 니혼 슈페리어 |
구리는 공기 중에서 산화물 형태로 존재하기 때문에 PCB의 납땜성과 전기적 성능에 심각한 영향을 미칩니다. 따라서 PCB 표면 마감 처리는 필수적입니다. PCB 표면이 마감 처리되지 않으면 가상 납땜 문제가 발생하기 쉽고, 심한 경우 솔더 패드와 부품이 납땜되지 않을 수 있습니다. PCB 표면 마감 처리는 PCB 표면에 인공적으로 막을 형성하는 공정입니다. PCB 표면 마감 처리의 목적은 PCB의 우수한 납땜성과 전기적 성능을 확보하는 것입니다. PCB 표면 마감 처리에는 여러 종류가 있습니다.
열풍 솔더링 레벨링(HASL)
PCB 표면에 용융된 주석납땜을 도포하고 가열된 압축 공기로 평평하게 펴는(불어주는) 공정으로, 구리 산화에 대한 저항성과 우수한 납땜성을 제공하는 코팅층을 형성합니다. 이 공정에서는 납땜 온도, 열풍 나이프 온도, 열풍 나이프 압력, 침지 시간, 리프팅 속도 등의 중요한 매개변수를 숙달해야 합니다.
HASL의 장점
1. 보관 기간이 더 깁니다.
2. 패드 적심성과 구리 코팅이 우수해야 합니다.
3. 널리 사용되는 무연(RoHS 준수) 유형.
4. 성숙한 기술, 저렴한 비용.
5. 육안 검사 및 전기 테스트에 매우 적합합니다.
HASL의 약점
1. 와이어 본딩에 적합하지 않습니다.
2. 용융된 땜납의 자연적인 메니스커스 때문에 평탄도가 좋지 않습니다.
3. 정전식 터치 스위치에는 적용되지 않습니다.
4. 특히 얇은 패널의 경우 HASL이 적합하지 않을 수 있습니다. 고온의 전해액으로 인해 회로기판이 변형될 수 있습니다.
2. 자원 소방대
OSP는 Organic Solderability Preservative의 약자로, 납땜 보호제라고도 합니다. 간단히 말해, OSP는 구리 납땜 패드 표면에 분사하여 유기 화학 물질로 이루어진 보호막을 형성하는 물질입니다. 이 보호막은 산화 저항성, 열충격 저항성, 내습성 등의 특성을 가져야 하며, 일반적인 환경에서 구리 표면이 녹슬거나(산화 또는 황화 등) 타는 것을 방지해야 합니다. 그러나 후속적인 고온 납땜 공정에서는 이 보호막이 플럭스에 의해 신속하게 제거되어야 합니다. 그래야만 노출된 깨끗한 구리 표면이 녹은 납과 즉시 접합되어 매우 짧은 시간 안에 강력한 납땜 접합부를 형성할 수 있습니다. 즉, OSP는 구리와 공기 사이의 장벽 역할을 하는 것입니다.
OSP의 장점
1. 간단하고 경제적입니다. 표면 마감은 스프레이 코팅만 사용합니다.
2. 솔더 패드의 표면은 매우 매끄럽고, 평탄도는 ENIG 방식과 유사합니다.
3. 무연(RoHS 기준 준수)이며 환경친화적입니다.
4. 재작업 가능.
OSP의 약점
1. 습윤성이 떨어짐.
2. 필름이 투명하고 얇기 때문에 육안 검사 및 온라인 테스트를 통해 품질을 측정하기 어렵습니다.
3. 사용 수명이 짧고 보관 및 취급에 대한 요구 사항이 높습니다.
4. 도금된 관통 구멍에 대한 보호 기능이 미흡합니다.
침적 은
은은 화학적 성질이 안정적입니다. 은침전법으로 처리된 PCB는 고온, 고습, 오염된 환경에 노출되어도 우수한 전기적 성능을 유지할 수 있으며, 광택은 다소 떨어질 수 있지만 납땜성은 양호합니다. 은침전법은 순수한 은층을 구리 표면에 직접 증착하는 치환 반응입니다. 때로는 환경 중의 황화물과 은의 반응을 방지하기 위해 은침전법에 OSP 코팅을 함께 사용하기도 합니다.
침적은의 장점
1. 납땜성이 우수함.
2. 표면 평탄도가 우수함.
3. 저렴한 가격과 무연(RoHS 기준 준수).
4. 알루미늄 와이어 본딩에 적용 가능합니다.
침적 은의 약점
1. 보관 공간이 많이 필요하고 오염되기 쉽습니다.
2. 포장에서 꺼낸 후 조립할 수 있는 시간이 짧습니다.
3. 전기 테스트를 진행하기 어렵습니다.
침지 주석
모든 납땜 재료는 주석을 기반으로 하므로, 주석층은 어떤 종류의 납땜 재료와도 호환됩니다. 주석 침지 용액에 유기 첨가제를 넣으면 주석층 구조가 입자형 구조를 형성하여 주석 수염 및 주석 이동으로 인한 문제를 해결할 수 있을 뿐 아니라 열 안정성과 납땜성도 향상됩니다.
침적 주석 도금 공정은 평평한 구리-주석 금속간 화합물을 형성하여 평탄도 문제나 금속간 화합물 확산 문제 없이 우수한 납땜성을 갖도록 합니다.
침지 주석 도금의 장점
1. 수평형 생산 라인에 적용 가능합니다.
2. 가는 전선 가공 및 무연 납땜에 적용 가능하며, 특히 압착 공정에 적합합니다.
3. 평탄도가 매우 우수하여 SMT에 적용 가능합니다.
침지 주석의 약점
1. 저장 공간이 많이 필요하며, 지문 색상이 변할 수 있습니다.
2. 주석 수염은 단락 및 납땜 접합부 문제를 일으켜 제품의 보관 수명을 단축시킬 수 있습니다.
3. 전기 테스트를 진행하기 어렵습니다.
4. 해당 과정에는 발암 물질이 관여합니다.
동의하다
ENIG(무전해 니켈 침적 금 도금)는 널리 사용되는 표면 마감 코팅으로, 구리 표면에 니켈을 직접 증착한 후 치환 반응을 통해 금 원자를 도금하는 방식입니다. 니켈 내부층의 두께는 일반적으로 3~6μm이고, 금 외부층의 증착 두께는 일반적으로 0.05~0.1μm입니다. 니켈은 납땜 부위와 구리 사이에 장벽층을 형성합니다. 금은 보관 중 니켈의 산화를 방지하여 제품의 수명을 연장하는 역할을 하며, 침적 금 도금 공정은 우수한 표면 평탄도를 구현하는 데에도 기여합니다.
ENIG의 공정 흐름은 다음과 같습니다: 세척 → 에칭 → 촉매 → 화학 니켈 도금 → 금 증착 → 잔류물 세척
ENIG의 장점
1. 무연(RoHS 규정 준수) 납땜에 적합합니다.
2. 표면 평활도가 매우 뛰어납니다.
3. 긴 유통기한과 내구성 있는 표면.
4. 알루미늄 와이어 본딩에 적합합니다.
ENIG의 약점
1. 금을 사용하기 때문에 가격이 비쌉니다.
2. 복잡한 공정으로 제어하기 어렵습니다.
3. 블랙패드 현상이 쉽게 발생합니다.
전해 니켈/금(경질 금/연질 금)
전해 니켈 금은 "경질 금"과 "연질 금"으로 나뉩니다. 경질 금은 순도가 낮으며 PCB 에지 커넥터(골드 핑거), PCB 접점 또는 기타 내마모성 부위에 주로 사용됩니다. 금 도금 두께는 요구 사항에 따라 달라질 수 있습니다. 연질 금은 순도가 높으며 와이어 본딩에 주로 사용됩니다.
전해 니켈/금의 장점
1. 유통기한이 더 깁니다.
2. 접점 스위치 및 전선 접합에 적합합니다.
3. 경질 금은 전기 테스트에 적합합니다.
4. 무연(RoHS 준수)
전해 니켈/금의 약점
1. 가장 비싼 표면 마감 처리.
2. 금 도금을 하려면 추가적인 전도성 전선이 필요합니다.
3. 금은 납땜성이 좋지 않습니다. 금 두께 때문에 두꺼운 금층일수록 납땜하기가 더 어렵습니다.
에네픽
ENEPIG(무전해 니켈-무전해 팔라듐 침적 금 도금)는 PCB 표면 마감에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. ENIG와 비교하여 ENEPIG는 니켈과 금 사이에 팔라듐 층을 추가하여 니켈 층의 부식을 더욱 효과적으로 방지하고 ENIG 표면 마감 공정에서 쉽게 발생하는 블랙 패드 생성을 억제합니다. 니켈 증착 두께는 약 3~6μm, 팔라듐 증착 두께는 약 0.1~0.5μm, 금 증착 두께는 0.02~0.1μm입니다. 금 증착 두께가 ENIG보다 얇지만 ENEPIG는 가격이 더 비쌉니다. 그러나 최근 팔라듐 가격 하락으로 ENEPIG의 가격이 더욱 저렴해지고 있습니다.
ENEPIG의 장점
1. ENIG의 모든 장점을 갖추고 있으며, 블랙패드 현상이 없습니다.
2. ENIG보다 와이어 본딩에 더 적합합니다.
3. 부식 위험이 없습니다.
4. 장기간 보관 가능, 무연(RoHS 준수)
ENEPIG의 약점
1. 복잡한 공정으로 제어하기 어렵습니다.
2. 높은 비용.
3. 비교적 새로운 방법이며 아직 성숙 단계에 이르지 않았습니다.