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스프레이 주석, ENIG, 침지 은, 침지 주석 및 OSP의 장단점

2024-05-29보고자: SprintPCB

PCB 표면 처리(코팅)는 솔더 마스크 외부의 PCB 전기 연결 지점(패드, 비아, 트레이스 등)에 납땜 가능한 코팅 또는 보호층을 도포하는 것을 말합니다. 이러한 "표면"은 전자 부품 또는 기타 시스템과 PCB 회로를 전기적으로 연결하는 PCB의 연결 지점입니다. 구리 자체는 납땜성이 우수하지만 공기에 노출되면 쉽게 산화되고 오염되기 때문에 PCB 표면 처리가 필요합니다.

스프레이 틴

스프레이 틴의 정의:

HASL(Hot Air Solder Leveling)이라고도 합니다. HASL은 PCB 표면의 패드와 비아를 용융 Sn/Pb 솔더로 코팅하고 가열된 압축 공기를 사용하여 평탄화하여 구리-주석 금속간 화합물을 형성하는 공정입니다.

스프레이 틴의 종류:

무연 스프레이 틴과 유연 스프레이 틴. 환경 규정(RoHS)을 준수하려면 무연이 필수입니다.

스프레이 틴의 장점:

- 저렴한 비용 - 성숙한 공정 - 강력한 산화 저항성 - 우수한 납땜성

스프레이 틴의 단점:

- 패드 표면이 거칠어질 수 있음(오렌지 껍질 효과) - 미세 피치 부품의 평탄도가 부족함

침지 금(ENIG)

ENIG의 정의:

무전해 니켈 도금(Electroless Nickel Immersion Gold)이라고도 합니다. 이 공정은 PCB 표면 도체에 니켈 층을 증착한 후, 금층(0.025~0.075um)을 증착하는 방식입니다.

ENIG의 장점:

- 패드 평탄도 양호 - 패드 표면과 측면 모두 보호 - 접합을 포함한 다양한 유형의 납땜에 적합

ENIG의 단점:

- 복잡한 공정 - 높은 비용 - 블랙 패드 결함(니켈층 패시베이션) 위험 - 니켈층에 6-9%의 인이 함유되어 있음 - 5U 이상의 금 두께는 솔더 접합부 취성을 유발할 수 있음 ENIG 결정격자

침지은

침지 은의 정의 :

PCB 패드 표면에 구리를 은으로 대체하여 은 층을 증착하는 방식으로, 다공성 미세 구조(일반적으로 두께 0.15~0.25um)가 형성됩니다.

침지 은 도금의 장점:

- 간단한 공정 - 평평한 패드 표면 - 패드 표면 및 측면 보호 - ENIG보다 비용이 저렴 - 납땜성이 우수

침지 은 도금의 단점:

- 산화되기 쉬움 - 할로겐화물/황화물과 접촉 시 변색(노란색 또는 검은색) - 제어하지 않으면 전기화학적 부식을 일으켜 단락을 초래할 수 있음 - 여러 번의 납땜 주기를 거치면 납땜성이 저하될 수 있음

침지 주석

침지 주석 의 정의 :

구리를 주석으로 대체하여 PCB 패드 표면에 주석 층을 증착하여 구리-주석 금속간 화합물을 형성합니다.

침지 주석의 장점:

- HASL과 유사한 우수한 납땜성 - 금속간 확산 문제 없이 ENIG와 비슷한 평탄도

침지 주석의 단점:

- 짧은 보관 수명 - 주석 수염 형성에 취약 - 주석 수염과 주석 이동은 납땜 중 신뢰성 문제를 일으킬 수 있음

OSP(유기납땜성방부제)

OSP의 정의:

유기 표면 보호라고도 합니다. PCB 표면 도체를 유기 화합물(일반적으로 알킬벤즈이미다졸)로 코팅하여 패드와 비아를 보호하는 것입니다.

OSP의 장점:

- 평평한 패드 표면 - 패드 표면과 측면 보호 - 저렴한 비용 - 간단한 공정

OSP의 단점:

- 얇은 코팅(0.25-0.45um) - 적절하게 취급하지 않으면 납땜성이 좋지 않음 - 특히 무연 환경에서 여러 번의 납땜 주기를 사용하기에 부적합 - 보관 수명이 짧음 - 접합에 사용할 수 없음