PCB 납땜 | 납땜 유형, 단계 및 기술

PCB 납땜은 땜납을 사용하여 두 개의 작은 부품을 전기 회로 기판 표면에 결합하는 기술입니다. 이는 전기 부품을 인쇄 회로 기판(PCB)으로 변환하는 데 필수적인 과정으로, PCB 기판이 의도한 대로 작동하는 데 중요합니다. 전기 회로를 다루는 사람이라면 누구나 PCB 납땜 방법을 알아야 합니다. 다양한 유형의 PCB 납땜과 납땜 단계에 대해 자세히 알아보겠습니다!

유형 S노인

PCB 납땜의 다양한 유형은 다음과 같습니다.

1. 주석/납(Sn/Pb) S이전 A합금

주석/납 성분은 낮은 녹는점을 가진 납땜 회로 기판을 완성합니다. 두 부품은 동일한 모재의 도움으로 용접을 통해 결합됩니다. 그러나 구리와 다른 납땜 부품은 녹는점이 높기 때문에 재료의 온도를 납땜하다 어려운 작업일 수 있습니다. 이것이 주석/납 혼합물이 구리와 황동이라는 두 금속을 성공적으로 통합하는 이유입니다.

저항기나 커패시터와 같이 취약한 부품 간의 전기적 연결은 낮은 녹는점의 땜납을 사용하여 만들 수 있습니다. 전기 납땜에 자주 사용되는 합금 중 하나는 60/40 Sn-Pb입니다. 또 다른 합금인 63/37 Sn-Pb는 주로 전기 작업에 사용되며 188°C(370°F)에서 녹습니다.

2. 무연 S이전s

많은 무연 솔더 합금이 기존의 공정 Sn-37Pb 합금을 변형하여 개발되었으며, 그중 일부는 상당한 주목을 받았습니다. 주석(Sn)은 무연 솔더의 주요 구성 요소이며, 은(Ag), 구리(Cu), 아연(Zn), 인듐(In) 등과 같은 소량의 합금 금속을 함유하고 있습니다. XNUMX원계와 XNUMX원계 모두에 사용 가능한 무연 솔더가 있습니다. Sn-Ag, Sn-Cu, Sn-Zn, Sn-Bi, Sn-In을 포함한 여러 잘 알려진 XNUMX원계가 이미 연구되었습니다. Sn-Ag-Cu, Sn-Ag-Bi, Sn-Zn-Bi는 XNUMX원계의 예입니다.

3. 플럭스 C광석 S이전s

와이어 중간에 플럭스가 있는 와이어 솔더를 일반적으로 플럭스 코어 솔더라고 합니다. 와이어 솔더는 일반적으로 중량 기준으로 2~3%의 플럭스 농도를 갖습니다.

접합부를 개선하기 위해 플럭스를 먼저 녹여 금속 표면을 세척합니다. 액체 또는 젤 플럭스는 플럭스 코어드 와이어 솔더와 함께 항상 사용됩니다. 이렇게 추가된 플럭스는 특히 까다로운 표면에서 납땜 성능을 더욱 향상시킵니다.

관통홀, 혼합형 및 표면 실장 부품의 수리를 포함한 많은 전기 응용 분야를 플럭스 코어 솔더라고 합니다. 상업용 수동 납땜 분야에 가장 적합한 선택입니다.

플럭스 코어 솔더는 최고의 접합력을 제공하고 용융 과정에서 금속 표면을 깨끗하게 하여 와이어 솔더링을 간소화합니다. 플럭스는 공극을 최소화하여 솔더 접합부를 강화하고 접촉 및 연결성을 향상시킵니다. FCT Assembly에서 제공하는 것과 같은 특정 플럭스 코어 솔더링 유형은 황동, 니켈, 산화 구리 등 전통적으로 까다로운 금속으로 알려진 금속의 납땜에 사용할 수 있습니다. 일반적인 솔더 합금은 깨끗한 플럭스나 수용성 플럭스 없이도 플럭스 코어 와이어 솔더를 사용할 수 있도록 합니다.

4. 은 A합금 S노인

은 합금 땜납은 구리, 은 및 기타 금속으로 만들어지며 서로 다른 원소를 융합합니다. 높은 녹는점 덕분에 배관, 전자, 보석 제작 등 강도와 내구성이 필요한 용도에 가장 적합합니다.

은납은 다양한 형태로 제공되며, 각 형태는 비교할 수 없을 만큼 뛰어난 특성을 가지고 있습니다. 카드뮴은 인체 건강에 해로운 독성 금속이기 때문에, 카드뮴이 없는 은납은 여러 용도에서 더 안전한 선택입니다.

실버 솔저의 핵심적인 복지 특징은 마모와 부식에 대한 내구성입니다. 이로 인해 납땜 품질이 향상되고 사용 수명이 길어집니다.

은납을 선택할 때는 부착할 금속의 종류, 원하는 접합부, 온도 범위를 모두 염두에 두어야 합니다.

전자제품 납땜 온도

전자 제품 납땜 시 적절한 온도를 유지하는 것은 내구성과 신뢰성을 보장하는 데 매우 중요합니다. 일반적인 온도는 납땜 유형에 따라 다릅니다.

• 납 기반 솔더: 180-190°C(356-374°F)

• 무연 솔더: 217-227°C (423-440°F)

• 은 합금 솔더: 250°C(482°F) 이상

전자제품의 납땜 온도를 일정하게 유지하면 납땜 부품의 과열 및 손상을 방지할 수 있습니다.

다양한 유형의 PCB 납땜 기술

다양한 PCB 납땜 기술 유형은 다음과 같습니다.

1. 소프트 솔더링

작은 부품을 큰 PCB에 연결하는 방법에는 가장 널리 사용되는 납땜 기술인 소프트 솔더링이 포함됩니다. 열원의 고온에서 일반적으로 액화 온도가 낮은 이러한 작은 부품들은 분해되기 시작합니다. 부품을 단순히 녹이는 대신 부품을 기판에 부착하기 위해서는 추가적인 절차가 필요합니다. 이 경우, 이러한 추가 단계는 일반적으로 주석-납 합금인 필러 금속을 사용하는 것입니다.

이 합금의 녹는점은 화씨 752도(섭씨 XNUMX도) 이상이어야 하므로 중요한 원소입니다. 이 합금은 부품과 기판 사이의 결합력을 형성하여 두 부품을 단단히 고정하고 납땜 공정 전반에 걸쳐 필수적입니다. 이 프로젝트에 필요한 열은 일반적으로 가스 토치로 공급되는데, 가스 토치는 합금을 분해하여 부품을 기판에 결합시킵니다.

2. 하드 솔더링

하드 솔더링은 고온에 노출되면 떨어져 나가는 부품의 구멍 전체에 고체 땜납을 펴 발라 두 개의 서로 다른 금속 요소를 접합하는 방식입니다. 이 공정은 더 강한 접합력을 생성합니다. 은납땜과 브레이징은 하드 솔더링이라는 더 큰 공정을 포함하는 두 가지 작은 하위 공정입니다.

이름에서 알 수 있듯이, 은납땜은 은 합금, 일반적으로 카드뮴-은을 공간 충진 금속으로 사용합니다. 이 공정은 회로 기판의 작은 부품을 유지하고 제작하는 데 적용됩니다. 은은 자유롭게 흐르는 독특한 특성을 제공하지만, 일반적으로 빈 공간을 채우는 데 가장 적합한 재료는 아닙니다. 이러한 이유로, 안정적인 은납땜을 위해 일반적으로 특수 플럭스를 사용합니다.

브레이징은 액체 용가재를 사용하여 두 개의 모재 단자를 결합하는 납땜 공정입니다. 이 용가재는 기판의 접합부를 통해 용기를 끌어당기고, 냉각 후 확산과 원자 자성을 통해 접합을 형성합니다. 결과적으로 두 개의 분리된 단자는 견고한 접합부로 연결됩니다. 브레이징에서는 일반적으로 황동이 용가재로 사용됩니다.

필수 PCB 납땜 장비

PCB 납땜에는 다양한 필수 도구가 사용됩니다. 회로 기판에 사용되는 납땜 종류에 대해 알아보겠습니다.

1. 납땜 인두

이 내구성 있는 도구는 땜납을 녹이는 데 필요한 열원을 제공합니다. 보통 연필 모양의 납땜 인두는 여러 구성 요소가 결합되어 편리하고 실용적이며 간단한 도구를 만들어냅니다.

더 큰 납땜 인두도 있지만, 대부분의 인두는 중간 정도입니다. 이러한 납땜 인두는 보석 제작을 포함하여 더 정밀한 작업에 과도한 열이 필요할 때 자주 사용됩니다. 또한, 납땜 인두는 훨씬 빨리 식습니다. 크기나 모양에 관계없이 모든 납땜 인두는 다음과 같은 중요한 부품을 가지고 있습니다.

Tip 연필심과 땜납이 접촉하는 인두 표면이 이 부분이라고 생각해 보세요. 이 부분은 땜납을 녹이는 데 사용됩니다. 팁은 구리 코어 위에 철 도금이 되어 있습니다. 납땜을 잘 하려면 팁을 깨끗하게 유지하는 것이 중요합니다. 또한, 팁은 변환이 가능하므로 작업 종류에 따라 조정해야 합니다.

•  지팡이: 다리미에서 잡을 부분은 손잡이입니다. 보통 지팡이에는 푹신한 손잡이가 있어 다리미의 열기로부터 보호하면서 잡을 수 있는 공간을 제공합니다.

•  솔더심지: 납땜 인두 끝이 연필심으로 되어 있다면 솔더윅을 지우개라고 생각해 보세요. 솔더윅은 구리선을 꼬아서 불필요한 땜납을 제거합니다. 잉여 땜납을 제거하기 위해 솔더흡착기를 사용할 수도 있습니다.

•  나머지 : 다리미 자체의 구성 요소는 아니지만, 다리미 받침대는 다리미를 내려놓아 손을 자유롭게 사용할 수 있도록 해주는 필수 부품입니다. 뜨거운 다리미를 테이블, 조리대, 또는 작업 공간 위에 바로 올려놓으면 받침대가 다리미를 손상으로부터 보호해 줍니다.

2. 솔더 플럭스

솔더 플럭스는 세척제입니다. 플럭스는 납땜과 관련하여 세 가지 기능을 모두 수행하므로 모든 작업에 중요한 요소입니다.

1.   납땜하는 부품에서 녹을 제거합니다.

2.   이는 물질과 접촉할 수 있는 추가 공기를 제거하여 더 이상 녹이 슬지 않도록 합니다.

3.   이는 납땜인두의 독특한 떨어지는 특성을 개선합니다.

3. 솔더링 페이스트

솔더링 페이스트는 퍼티와 같은 회색 물질입니다. 칩 패키지의 여러 리드는 이 페이스트를 사용하여 PCB의 커넥터 끝에 연결됩니다.

회로기판을 납땜하는 방법?

아래의 PCB 납땜 단계를 따르세요.

1. 납땜 인두에 주석을 칠하다

납땜 인두 준비 과정에서 착색은 중요한 부분입니다. 인두 팁을 불필요한 마모로부터 보호하는 것 외에도, 주석 도금은 인두에서 나오는 열을 납땜 표면으로 전달하는 데 도움이 됩니다. 인두 팁을 날카롭게 유지하고 수명을 연장하려면 사용 전후에 주석 도금을 하십시오.

새 프로젝트를 시작하기 전에 인두 팁이 뜨거워지면 젖은 스펀지로 인두 팁을 닦으세요. 깨끗이 닦은 후에는 인두 팁을 땜납에 담가 완전히 덮으세요. 땜납을 완전히 덮으려면 솔저(soldier)를 많이 사용하는데, 인두 팁이 떨어질 가능성이 높습니다. 인두 팁에 땜납이 고르게 흐르도록 한 후 사용하세요.

2. PCB 또는 기타 표면 준비

PCB나 다른 부분을 납땜할 때는 깨끗한 표면에서 시작하는 것이 좋습니다. 산업용 세척 티슈나 아세톤 세척제로 작업 부위를 깨끗이 닦아 납땜에 방해가 되는 먼지나 기타 이물질을 제거하세요. 또한, 압축 공기는 표면 건조를 촉진하고 미세 입자 제거에도 도움이 됩니다.

3. 구성 요소 위치 지정

대부분의 납땜 작업은 여러 번에 걸쳐 여러 부품을 한 번에 납땜해야 완료됩니다. 작업 영역이 고르지 않게 놓이거나 무거운 부품에 눌리는 것을 방지하려면 작은 부품부터 시작하여 큰 부품으로 마무리하는 것이 좋습니다.

먼저 작업할 작은 부품을 선택한 다음, 표면의 적절한 위치에 놓으세요. PCB에 부품을 부착할 때는 관통 구멍에 넣으세요. 부품이 느슨해지기 시작하면 부품이 제자리에 고정되도록 보드 아래쪽으로 리드를 살짝 구부리세요.

4. 관절을 가열하세요

납땜할 때는 인두의 열이 기판으로 전달되도록 접합부를 가열해야 합니다. 인두 끝부분에 약간의 땜납이 묻어 있는 상태로 부품 리드와 기판을 접촉시키세요. 땜납이 효율적으로 부착되어 가열되도록 양쪽 끝부분이 서로 맞닿아야 합니다. 과열되면 기포가 발생하므로 인두를 접합부에 몇 초만 대고 있어야 합니다. 이 단계에서 과열을 방지하려면 주의해서 작업해야 합니다.

5. 조인트 납땜

이제 접합부가 납땜 준비가 되었습니다. 납땜 인두에 납땜 가닥이 닿지 않도록 주의하되, 연결 부위 가까이에 두어야 합니다. 대신, 뜨거운 접합부에 납땜이 직접 닿도록 합니다. 뜨거운 접합부가 완전히 적절하게 가열되었다면, 납땜이 녹아 자유롭게 흐를 수 있을 것입니다. 납땜 가닥이 접합부에 살짝 닿도록 합니다.

접합부를 식힌 후 인두와 땜납 가닥을 따로 보관하세요. 식는 동안 해당 부위는 평평하고 움직이지 않아야 합니다. 움직이면 광택이 없고 거칠게 마감됩니다.

6. 조인트를 검사하고 리드를 다듬습니다.

접합부가 식으면 육안으로 확인하여 적합하게 보이는지 확인합니다. 납땜 접합부가 만족스러우면 접합부 바로 위의 여분의 와이어와 리드를 잘라냅니다. 완성된 납땜 접합부는 광택이 나고 매끄러운 원뿔 모양이어야 합니다. 제품을 완성하려면 나머지 부분을 납땜하고 표면의 불필요한 플럭스를 제거합니다.

맺음말

결론적으로, PCB 납땜은 안정적인 금속 연결을 접합하고 형성하는 공정입니다. 다양한 납땜 유형, 다양한 납땜 단계, 그리고 전자 부품 납땜에 적합한 온도에 대한 지식은 효과적인 PCB 납땜 기술의 핵심입니다. 적절한 도구, 안전 수칙, 그리고 경험을 통해 전문가급 납땜 접합을 할 수 있습니다. 간단한 DIY 프로젝트부터 이미지 센서 수리까지, 전문가와 아마추어 모두 PCB 납땜 기술을 숙달함으로써 다양한 전자 프로젝트와 수리를 자신 있게 수행할 수 있습니다.