PCB 용어 해설
- 기술지식/기계가공기술
- 2010. 9. 15. 19:41
PCB 용어
< 일반용어 >
1. 인쇄회로 기판 (Printed Circuit Board / Printed Wiring Board)
PCB는 Printed Circuit Board의 약어이며 인쇄회로기판을 말한다.
여러 종류의 많은 부품을 페놀 수지 또는 에폭시수지로 된 평판위에 밀집탑재하고 각 부품간을 연결하는 회로를 수지평판의 표면에 밀집단축하여 고정시킨 회로기판이다. PCB는 페놀수지 절연판 또는 에폭시수지 절연판 등의 한쪽면에 구리 등의 박판을 부착시킨 다음 회로의 배선패턴 에 따라 식각(선상의 회로만 남기고 부식시켜제거)하여 필요한 회로를 구성하고 부품들을 부착 탑재시키기 위한 구멍을 뚫어 만든다.
배선회로면의 수에 따라 단면기판·양면기판·다층기판 등으로 분류되며 층 수가 많을수록 부품의 실장력이 우수, 고정밀 제품에 채용된다.
단면PCB는 주로 페놀원판을 기판으로 사용하며 라디오·전화기·간단한 계측기등 회로구성이 비교적 복잡하지 않은 제품에 채용된다.
양면PCB는 주로 에폭시 수지로 만든 원판을 사용하며 컬러TV·VTR·팩시밀리 등 비교적 회로가 복잡한 제품에 사용된다. 이 밖에 다층PCB는 32비트 이상의 컴퓨터· 전자교환기·고성능 통신기기 등 고정밀기기에 채용된다. 또 자동화기기· 캠코더 등 회로 판이 움직여야 하는 경우와 부품의 삽입·구성시 회로기판의 굴곡을 요하는 경우에 유연 성으로 대응할 수 있도록 만든 회로기판을 유연성기판(Flexible PCB)이라고 한다.
2. 프린트 배선(Printed Winring) : 회로설계의 기본으로써 각 부품을 연결 시키는 도체 pattern을 절연기판의 표면이나 내부에 형성시키는 배선 혹은 기술
3. 인쇄회로(Printed Circuit) : 프린트 부품으로 구성된 회로 또는 탑재부품으로 구성된 회로
4. 프린트 기판(Printed Board) : 인쇄배선을 연결기킨 판
5. 단면 인쇄회로기판(Single -Side Printed Circuit Board) : 한쪽면만 도체회로가 구성된 인쇄회로기판
6. 양면 인쇄 회로 기판(Double-Side Printed Circuit Board) : 기판의 양쪽면에 도체회로가 구성된 인쇄회로기판
7. 다층 인쇄 회로 기판(Multilayer Printed Circuit Board) : 기판의 표면 양쪽은 물론이고 내층에도 도체 회로로 구성된 인쇄회로기판
8. 후렉시블 배선판(Flexible Printed Circuit Board) : 유연성이 좋은 절연판을 이용한 인쇄회로기판
9. 후렉스-리짓드 배선판(Flex-rigit Printed Circuit Board) or 콤비네이션 보드(Conbination Board) :
유연성 및 경질성의 절연판 2종류를 각각의 용도 특성을 살린 복합체의 인쇄회로기판
10. 메탈코아 배선판(Metal Core Printed Circuit Board) : 기판이 금속판으로 된 인쇄회로기판
11. 마-더 보드(Mather Board) : 인쇄회로의 조립품을 취급함에 있어서동시에 접속 연결 가능한 회로판
12. 부품면(Component Side) : 인쇄회로기판에 있어서 대부분의 부품이 탑재되는 면
13. 납땜면(Solder Side) : 부품면의 반대면으로 각 부품의 납땜이 이루어 지는 면
14. 격자(Grid) : 인쇄회로 기판의 설계상 부품의 위치결정시 수직수평선을 맞춰서 할 수 있도록 제조된 방안 목 종류의 망목
15. 패턴(pattern) : 인쇄회로기판에 형성되는 도전성 또는 비도전성의 도형
16. 도체 패턴(Conductive Pattern) : 인쇄회로기판에서 전류가 흐를 수 있는 도전성 재료가 형성된 부분
17. 후러쉬 도체(Flush Conductor) : 도체의 표면이 절연판의 표면과 격차간격 없이 동일한 평면의 도체
18. 절연판(base Meterial) : 인쇄회로기판의 재료에서 표면에 회로를 형성하기가 용이한 절연재료판
19. B 스테이지 수지(B-Stage Resin) : 경화반응의 중간 단계에 있는 열경화성 수지
20. 프리프레그(Prepreg) : B스테이지 수지처리가 되어있는 유리섬유포 Sheet의 다층인쇄회로기판의 자료
21. 윅킹 현상(Wicking) : 절연판 섬유질의 결을 따라 액체의 모관 흡수 현상
22. 본딩시트(Bonding Sheet) : 다층인쇄회로기판을 제조할 때 각층간의 접착시 사용하는 것으로 적당한 접착성이 있는 프리 프러스 등의 재료 Sheet.
23. 동박적층판(Copper Clad Laninated Board):절연판의 한쪽면 또는 양쪽면에 동박을 입힌 인쇄회로기판용 적층판
24. 동박 호일(Copper Foil) : 절연판의 한쪽면 또는 양쪽면에 접착시켜서 도체회로를 형성하는 얇은 동판으로 원통에 감겨진 상태
25. 적층판(Laminated) : 2장 혹은 그 이상의 얇은 절연재료에 수지를 합침시켜 적층하여 가압가열에 의하여 만들어지는 판
26. 스루 홀(Through Hole) : hole의 내벽면에 금속을 도금하여 전기적 접속으로 관통 시킨 홀
27. 랜드래스 홀(Landless hole) 또는 Non-through hole : Land가 없는 도금 스루 홀
28. 랜드(Land) : 부품의 연결 납땜을 하기 위한 도체 pattern의 일부분.
29. 엑세스 홀( Access hole) : 다층회로기판 내층의 표면을 노출시킬 홀
30. 크리어 런스 홀(Clearance hole) : 다층회로판에 있어서 도금 스루홀에 의해 각 층간 전기적 접속을 하고 있으나 층의 중간에서 전기적 접속을 요구하지 않는 곳에 삭제한 영역.
31. 패턴(Hole pattern) : 인쇄회로기판의 모든 hole의 배치
32. 크로스 햇칭(Cross- hatching) : 넓은 도체의 pattern 중에서 불 필요한 도체 부분을 없애서 도체의 면적을 감소시킨 것.
33. 플러라이징 스롯트(Polarizing slot) : 적합한 콘넥터에 삽입하였을 때 정화하게 콘넥터 단자와 이격을 맞추기 위해 인쇄회로기판의 끝 부분에 정확한 설계를 함.
34. 랜드 폭(Annular width) : 홀의 주위에 있는 도체의 폭
35. 앤뉴럴 링(Annular ring) : 랜드에서 홀의 부분을 제거한 나머지 도체부분
36. 층(Layer) : 다층 인쇄회로기판을 구성하고 있는 모든 층으로 써 기능적인 도체층, 절연층, 구성상의 내층, 표면층, 커버층등이 있다.
37. 카바 층(Coverlayer) : 인쇄회로기판의 도체회로를 보호하기 위해 입힌 절연층.
38. 브라인드 도체(Blind conductor) : 인쇄회로기판에 있어서 전기적 특성과 관계없는 도체.
39. 포지티브(Positive) : 양각 pattern 부분의 불연명한 상태.
40. 네가티브(Negative) : 음각, 포지티브의 반대로로써 회로부분이 연명한 상태.
41. 판넬 (Panel) : 원판 1매을 작업이 용이하게 절단한 원재료.
42. 레지스트(Resist) : 제조 및 시험공정 중 etching 등의 방법을 이용하여 필요한 도체회로를 형성시킨 제조공법.
43. 에칭(Etching) : 도체회로를 얻기위하여 원재료에서 불필요한 금소부분을 화학적으로 혹은 전기적 방법으로 제거하는 공정.
44. 에찬트(Etchant) : Etching에 사용되는 응집성 용액.
45. 에칭 펙터(Etching factor) : 도체두께 방향의 에칭 깊이(T)를 도체폭 방향의 깊이(D)의 대비로써 에칭 펙터 = T/D이다.
46. 네일헤드( Nail heading):다층인쇄회로판에서 내층회로의 드릴링 홀 부분에 못의 머리모양으로 도금되어 있는 부분
47. 판넬 도금(Panel Plating) : 판넬 전 표면에 도금을 하는 것(hole 포함).
48. 도금( Plating) : 화학적 혹은 전기화학적 반응으로 절연판, 스루 홀, 도체 pattern에 금속을 도금
49. 오버 도금(Over Plating) : 현성된 도체회로에 필요 이상의 금속이 도금된 것.
50. 솔더 레지스터(Solder resist) : 인쇄회로기판의 특정 영역에 도포시티는 재료로써 납땜 작업시 부분 납땜이 가능하며 납땜이 불피요한 부분의 회로도 보호 한다.
51. 스크린 인쇄(Screen printing) : 제판이 되어 있는 스크린 원판에 잉크를 붓고 스퀴즈로 압력을 가하면서 인쇄하여 판 넬의 표면에 모양을 전사시키는 방법.
52. 핫에어 레벨링( Hot air Levelling) : 열풍으로 필요없는 부분의 납을 용해 제거하면서 납 표면을 고륵 하는 방법.
53. 솔더 웨이팅(Solder wetting) : 금속의 표면 위에 분포된 납의 상태가 직접 부품을 탑재시켜서 납 땜하는 방법.
54. 솔더 디웨이팅(Solder dewetting) : 금속의 표면 위에 납의 분포가 고르지 못하여 밑 부분의 금속이 부분적으로 노출된 상태.
55. 돌기(Bump) : 금속의 표면상에 발생한 요철모양의 상태.
56. 결각(Indentation) : 금속의 표면상에 발생한 파인 모양의 상태
57. 핀 홀(Pin hole) : 인쇄회로기판의 표면이나 내층 또는 스루 홀 내벽 등에 발생한 작은 hole.
58. 레진 스미어(Resin smear) : 절연기판으로부터 수지가 도체회로의 표면이나 회로판의 끝부분으로 이동하여 부착된 상태의 수지.
59. 휨(Bow) : 판이 평형을 유지하지 못하고 구부러진 상태.
60. 트위스트(Twist) : 판이 평형을 유지하지 못하고 좌.우.상.하로 구부러진 상태.
61. 판 두께(Board Thikness) : 도금 두께를 제거한 인쇄회로기판 및 동박 적층판의 두께.
62. 레지스트 레이션(Registration) : 지정한 위치대로 pattern이 배치된 정도.
63. 에지 디스탄스(Edge distance) : 인쇄회로판의 외각 끝 부분으로부터 pattern이나 부품까지의 거리.
64. 아우트 그르스(Outgrowth) : 제조 중에 도체회로 형성시에 인쇄 및 film에 의한 도체폭 보다 약간 넓게 위로 도금되는부분
65. 언더 컷트(Undercut) : etching 공정에서 etching resist의 하지부분의 도체가 etchng되면서 양쪽 또는 한쪽의 측면이 resist 폭보다 안쪽으로 etching된 것.
66. 오버 항(Overhang) : 아우트그로스에서의 (+)된 두체 폭과 언더 컷트 에서(-)된 도체 폭을 더한 전체의 폭.
67. 보이드(Void) : 서로 다른 물질과 물질사이에 생기는 공동 현상.
68. 박리 강도(Peel strength) : 절연기판으로부터 도체를 벗겨내는데 필요한 단위 폭당의 힘.
69. 층간 분리(Delamination) : 절연기판 또는 다층 인쇄 회로 기판의 내부 층이 분리되는 현상.
70. 부풀음(Blister) : 절연기판의 층 간이나 또는 절연기판과 도체의 사이에발생하여 부분적으로 부플어 오른 상태.
71. 크래이징(Crazing) : Glass epoxy 기판을 물리적 힘 으로 구부리면 유리섬유의 직과 수지의 균열 로 백색의 십자 모양의 형태가 나타나는 현상.
72. 미즐링 (Measling) : Glass epoxy 기판을 열의 힘 에 의해 구부리면 유리섬유의 직과 수지의 균열 로 백색의 십자 모양의 형태가 나타나는 현상.
73. 하로잉(Haloing) :기계적이나 또는 화학적 원인 으로 Glass epoxy 절연기판 표면 또는 내부가 파괴 되어 층간분리 또는 흰색의 백화현상을 하로잉이라 한다.
74. 홀 편심(Hole breakout) : hole이 랜드의 중심으로부터 이탈된 현상.
75. 직물보임(Weave texture) : Glass eopxy 기판 내부의 Glass직물이 완전히 수지로 피복되어도 Glass 포가 희미하게 보이는 상태
76. 직물노출(Weave exposure) : Glass eopxy 기판 내부의 Glass직물이 완전히 수지로 피복되지 않은 표면상태.
77. 후레이밍(Flaming) : 불에 연소되는 상태.
78. 그로우잉(Glowing) : 불에 연소 후 적색의 열 상태.
79. 브로우 홀(Blow hole) : 납 스루 홀 부분에 부품을 투입하여 fllow sodering을 할 때 hole속의 납 도금층 사이에 잔존한 공기나 증발분, 수분 등이 열에 의하여 급격한 순간으로 Gel 화 되어 Hole속의 납 속에 남아 있거나 납을 뚫고 외부로 토출되면서 발생되는 공간 현상.
80. 외관 및 형세의 비(Aspect ratio) : PCB 원판의 두께 대비 hole의 크기를 말한다.
81. 도금 전착성(Throwing Power) : pth 부분의 도금에서 균일한 도금 전도성을 의미한다. 외관 및 형세의 비(Aspect ratio)가 클수록 전해 동 도금 및 무전해 동도금의 Throwing power가 좋아진다.
82. 겔점(Gel point) : 다(多) 작용성인 축합중합에서 중합반응의 진행에 따라 그물 모양구조를 가진 중합체의 부분이 점차로 증가하는데 겔점은 반응계 전체가 한 그물 모양구조를 취하게 되는 점이다. 따라서 이 점을 지나면 계 전체가 3차원적 구조로 되기 때문에 용매에 대하여 불용성이 되므로 Gel point는 매우 예민하게 나타난다. 페놀 포롬알데히드 수지의 제조공정에서는 이 때문에 어느 순간을 지나면 반응용기 속의 모든 수지가 고체화 되어 제품을 꺼낼 수 없게 된다.
83. 클로이드(Colloid) : 보통 현미경으로는 볼 수 없으나 원자나 분자 보다는 콘 입자로써 물질이 분산하여 있을 때 클로이드 상태라 하고 그 분산계을 콜로이드 상태라고 한다
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< 시험,검사용어 >
1. 동박면 : 동 적층판에서 접착된 동박의 표면.
2. 동박 제거면 : 동 적층판에서 동박을 제거한 절연기판의 표면
3. 적층판 면 : 동 적층판에서 동박을 접착하지 않은 절연기판의 표면
4. 테스트 보드 (Test board) : 생산품과 동일한 공법으로 제조된 생산품의 대표가 되는 것이고 양부를 결정하기 위하 여 사용하는 프린트 배선판.
5. 테스트 쿠폰 (Test coupon) : 생산품의 양부를 결정하기 위하여 사용하는 프린트 배선판의 일부분
6. 테스트 패턴 (Test pattern) : 시험 및 검사를 위하여 사용하는 패턴
7. 복합 테스트 패턴 (Composite test pattern): 2회 이상의 테스트 패턴의 조합
8. 슬리버 (Silver) : 도체의 끝에서 떨어져 걸린, 가는 금속의 돌기
9. 스미어 (Resin smear) : 절연기판의 수지에 구멍을 뚫을 때 등에서, 도체 패턴의 표면 또는 끝면상에 부착하 는 것 또는 부착한 것
10. 휨 (Warp) : 판의 원통모양 또는 구면모양의 만곡으로서 직사각형인 경우는 4구석이 동일 평면 상 에 있는 것
11. 비틀림 (Twist) : 판의 원통모양 구면모양 등의 만곡으로서 직사각형인 경우에는 그 1 구석이 다른 3 구 석이 만드는 평면상에 없는 것
12. 판두께 (Board thickness) : 도금층의 두께를 제외한 도체층을 포함한 금속입힘 절연기판 또는 프린트 배선판의 두께.
13. 전체 판두께 (Total board thickness) : 금속입힘 절연기판 또는 프린트 배선판의 다듬질 후의 전체 두께
14. 위치맞춤 정밀도 (Registration) : 지정된 위치에 대한 패턴의 위치어긋남 정도
15. 판끝에서의 거리 (Edge distance) : 프린트 배선판의 끝부분에서 패턴 또는 부품까지의 거리
16. 도체 폭 (Conductor width) : 프린트 배선판의 바로 위에서 바라 보았을 때의 도체 폭
17. 도체 간격 (Conductor spacing) : 프린트 배선판을 바로 위에서 바라 보았을 때, 동일층에 있는 도체끝과 그것에 대항하 는 도체 끝과의 거리
18. 랜드 간격 (Land spacing) : 인접한 랜드간의 도체 간격
19. 도체 두께 (Conductor thickness) : 부가된 피착 금속을 포함한 도체의 두께
20. 아웃그로스 (Outgrowth) : 제조용 필름 또는 레지스트에 의하여 주어지는 도체나비를 초과하여 도금의 성장에 따 라 생긴 도체 나비의 한쪽의 퍼진 분량
21. 언더 컷 (Undercut) : 에칭에 의하여 도체 패턴 옆면에 생기는 한쪽의 홈 또는 오목함
22. 오버행 (Overhang) : 아웃그로스와 언더컷의 합
23. 보이드 (Void) : 있어야 할 물질이 국소적으로 결탁되어 있는 공동
24. 코너 크랙 (Corner crack) : 도통홀 코너부분에서의 도통홀 도금금속의 균열
25. 바렐 크랙 (Barrel crack) : 도통홀 내벽부에서 도통홀 도금금속의 균열
26. 벗김 강도 (Peel strength) : 절연기판에서 도체를 벗기기 위하여 필요한 단위 나비당 휨
27. 랜드외 이탈 강도 (Pull-off strength) : 절연기판에서 랜드를 떼는 데 필요한 프린트 배선판에 수직방향의 힘
28. 층간 박리 (Delamination) : 절연기판 또는 다층 프린트 배선판의 내부에서 생기는 층간의 분리
29. 부풀음 (Blister) : 절연기판의 층간 또는 절연기판과 도체박 간에 생기는 부분적인 부풀음이나 벗겨짐
30. 크레이징 (Crazing) : 기계적인 비틀림에 의하여 절연기판 중의 유리섬유가 그 제직눈의 위치에서 수지와 떨 어지는 현상
31. 미즐링 (Measling) : 열적인 변형에 의하여 절연기판 중의 유리섬유가 그 제직눈의 위치에서 수지와 떨어지 는 현상
32. 밀링 (Mealing) : 프린트 배선판과 절연보호 코팅 간에 백색 입자 모양의 반점이 생기는 현상
33. 블로홀 (Blow hole) : 도금 도통홀에 납땜을 하였을 때 , 발생한 가스에 의하여 생긴 보이드 또는 보이드가 생긴 도금 도통홀
34. 할로잉 (Haloing) : 기계적 또는 화학적 원인에 의하여 절연기판 표면 또는 내부에 생기는 파쇄 또는 층간 박리로 구멍 또는 기계 가공부분의 주변에 희게 나타나는 현상
35. 구멍에 의한 랜드 끊어짐 (Hole breakout) : 홀위치 및 도체 인쇄의 어긋남 등에 의하여 홀이 완전히 랜드로 둘러 쌓이지 않은 상태
36. 제직 눈 (Weave texture) : 절연기판 내 유리천의 섬유가 완전히 수지로 덮혀 있지만, 유리천의 결이 좋아 보이는 표면의 상태
37. 제직사 노출 (Weave exposure) : 절연기판내 유리천의 섬유가 수지로 완전하게 덮여있지 않은 표면의 상태
38. 플레이밍 (Flawing) : 불꽃을 내며 연소하는 상태
39. 글로잉 (Glowing) : 불꽃을 내지 않고 적열하고 있는 상태
40. 라미네이트 보이드 (Laminate void) : 정상적으로 레진이 있어야 할곳에 레진이 없는 상태
41. 레진 리세숀 (Resin recession) : 기판이 가열될 때 수지성분이 수축되어 도통홀의 각층과 벽이 밀린것처럽 보이는 형태
42. 번짐 (Bleeding) : 도금된 홀이 보이거나 갈라짐으로 인하여 변색된 것 또한 인쇄에서 잉크가 있어야 될 곳에 잉크가 번져 들어간 형태
43. 브리징 (Bridging) : 회로들 간의 사이가 절도 물질에 대하여 붙어버린 형태
44. 솔더 볼 (solder ball) : 회로표면이나 잉크표면에 묻은 작은 솔더의 형태
45. 덴트 (Dent) : 동박 두께를 크게 손상시키지 않으면서 약간 짖눌려진 형태
46. 핏트 (Pit) : 동박을 완전히 관통하지는 않으나 표면에 생기는 작은 구멍
47. 마이크로 섹션 (Micro-section) : 프린트 배선판 내부를 현미경으로 관찰하기 위하여 절단 section 등에 의해 시료를 관 찰하는 것
48. 초도품 검사 (First artide inspection) : 양단 작업전에 사전에 작업조건 즉 공정이나 제조능력을 보증할 목적으로 실시하는 검사
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< PCB 표면처리 >
■ 표면 처리의 이유
인쇄 회로 기판(이후 기판이라고 표현하겠음)은 모든 전자장비에서 그 기본이 되는 필수 부품중의 하나이다. 기판은 세탁기,TV에서 부터 시작해 휴대폰에도 적용이 되며 시스템 보드인 라우터,서버 및 인공위성, 자동차에도 적용이 되는 등 그 활용분야가 대단히 높다.기판은 반제품 상태이기 때문에 실장업체 및 조립업체에서 수동소자와 능동소자가 실장이 되어야만 비로서 완제품이 될 수가 있다.기판내에 회로를 구성하는 성분 동(Copper)이다. 동은 공기중에 노출이 되게 되면 산화막이 형성되어 실장업체에서 Solder Cream을 발라 IR Reflow나 Wave Soldering을 방해하여 소자들이 기판 Pad에 제대로 실장이 되지 않게 된다. 따라서 기판 업체들은 세트업체에서 수동,능동 소자의 완벽한 실장성을 보증하기 위해 완성된 기판에 산화를 방지하기 위한 표면처리를 수행하게 된다
■ 표면처리의 종류
1. HASL ( Hot Air Solder Levelling ) : HAL(Hot Air Lebelling)이라고도 하는 이 방식은 많은 기판 업체에서 사용하고 있는 방식중의 하나이다. Pb/Sn 합금(Solder)을 녹여서 콘베어에 지나가는 기판에 묻혀 이후 공정에서 뜨거운 바람(Hot Air)를 가해 solder의 두께를 평탄화 시킨다. 매우 쉬운 방법이면서 가장 많이 알려진 방식이며 검증된 방식이기에 많은 업체들이 사용을 하고 있으나 최근 환경 문제로 인해 향후 점차 그 사용 범위가 축소될 것으로 보이며 기판의 회로 밀도가 증가 되면서 실장 패드와 패드간의 간격이 협소해져 Solder Bridge가 잘 형성되는 등 미세 패턴에서는 적용하기가 힘든 단점이 있다
2. 무전해 금도금 ( Electroless Gold Plating ) : 휴대폰등과 같이 고밀도 기판에 적용이 많이 되고 있는 방식이다. 우선 동위에 무전해 니켈을 약 5미크론 가량 도금하고 0.03미크론 가량의 금을 무전해 방식으로 니켈위에 도금을 한다. 상술하였다시피 무전해 방식으로 동위에 선택적으로 도금이 되기 때문에 고밀도 회로에서는 적합하지만 HAL 공정에 비해서 가격이 3~4배 가량 비싸며 니켈 도금조의 인(Phosper)의 농도 관리를 잘못하게 되면 니켈이 산화가 되어 Black Pad라는 현상이 생기게 되는데 블랙패드가 형성된 부위에서는 금이 안올라가 능동,수동 실장시 문제를 불러 일으킬 수가 있다. 또한 금도금 도금조에 있는 시산화 이온은 환경친화적이지 못한 물질이므로 폐수처리 장비에 별도 특수 장비를 설치해야 한다.
3. OSP (Organic Solderability Preservative) : Alkyl Imidazole 형태의 유기 화합물을 구리 위에 선택적으로 0.2~0.4미크론 가량의 피막을 형성시켜 동의 산화를 방지한다. 선택적으로 동위에 도포가 되기 때문에 미세 회로에 매우 적합하며 폐수등의 걱정이 없기 때문에 환경 친화적인 물질이다. 그리고 최근 많은 실장업체들이 환경친화적인 OSP 사용을 꾸준히 요구하고 있는 상태이다.그러나 유기물질로 도포가 되어 있기 때문에 제품 취급 부주의로 인해 실장 패드에 sctatch가 발생하면 OSP 도포막이 깨져 동이 그대로 노출이 되게 되어진다. 또한 실장하기전 장기 보관을 하고 있을 경우 실장 신뢰성에 문제가 있을 수도 있다.
4. 전해 소프트 골드 (Electrolytic Soft Gold Plating) : BGA나 CSP등의 반도체 Package 제품의 Wire Bonding하는 곳에 사용이 되는데 무전해 금도금 처럼 하지 도금은 무전해 니켈 금도금을 수행한다. 그 이후에 전기를 걸어 다공성이 높고 두께가 0.4~0.6미크론 가량 올린다.
5. 전해 하드 골드 (Electrolytic Hard Gold Plating) : IC Module 부위의 단자나 휴대폰 배터리 부위에 충전시킬 때 노출된 단자와 같이 소켓에 끼웠다 빼었다해도 마찰력에 견딜 수 있는 금도금이다.금도금조에 광택제(Brightner)를 가해 금도금 입자가 매우 조밀하게 만들어 금도금의 밀도도 크고 물리적으로도 강성을 가지게 된다. 보통 0.76미크론 이상의 두께를 확보해야 한다.
6. 무전해 주석 도금 (Immersion Tin Plating) : 미국을 중심으로 하는 세트 실장업체에서 많이 요구하고 있는 방식으로 환경친화적이고 고밀도 회로에 적합한 방식이지만 표면처리된 부위에 취급 부주의로 인하여 사람이 맨손으로 만지게 되면 산화가 일어나거나 물리적 강성이 약해 스크래치 발생시 동이 노출이 될 수가 있다. 또한 Whisker라는 불량이 생기게 되어 실장성을 저해 시키는 불량이 간혹 발생 되기도 한다.
7. 무전해 은도금 ( Immersion Silver Plating) : 이 방식도 미국의 실장업체에서 꾸준히 요구하고 있는 방식이다. 아직 검증되지 않은 방식이어서 많은 기판 업체에서 적절하게 대응을 하지 못하고 있는 방식이며 공정관리가 어렵다라고 알려져 있다.
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< Soldering 기술 >
■ 표면실장기술에 있어서 Soldering은 크게 Flow/Dip Soldering 과 Reflow Soldering이 있고, 실장형태에 의해 분류되고 있다.
1. Flow Soldering
Flow/Dip Soldering은 수지기판에 접착제로 부품을 본딩하고 Lead 부품과 일괄접 속하는 방법으로 표면실장기술의 확대에 있어서 원점이 된다고 말 할 수 있다. 따라 서, Flow/Dip Soldering에서는 접착제에 따른 문제도 관심을 둘 필요가 있다. 특히, Chip부품이 초소형화하고, 자동장착기에서의 속도가 증가함에 따라 이 접착제의 과제가 다시 관심의 초점이 되고 있다. 여기에 맞춰 고밀도, 고속장착에 적합한 접착제의 개발이 이루어지고 있다.
접착제는 Flow/Dip Soldering에 있어서 회로기판 위의 소정의 위치에 장착된 부품을 Soldering 종료까지 고정시키기 위한 것으로, 접착제의 도포에는 Screen 인쇄, Dispenser. 전사등의 방법이 이용되고 있고, 일반적으로 Dispenser법이 이용된다.
이 접착제의 도포량은 부품의 크기등에 의해서도 양을 변경할 필요가 있고, 적량의 도포를 하지 않으면 안된다. 양이 작으면 부품 고정의 역할을 다하지 못하게 되고, 반면에 과량일 경우는 Soldering 랜드위에 까지 접착제가 흘러 Soldering에 장애가 되기도 하고, 또 양호한 전기적 접속이 얻어지지 못하는 원인이 되기도 한다. 이 접착제는 온도에 의해 점도가 변화하고, 그 결과 도포량이 변화한다. 따라서,정확한 도포량의 제어를 할 필요가 있을 경우는 접착제 온도를 제어해야할 필요가 있다.
최근의 접착제 Dispenser에는 온도제어기능이 있고, 도포량도 부품의 대소에 의해 도포 노즐을 바꾸어 사용할 수 있으며, 시각인식 기능을 넣은 고정도 도포기로 개발 되고 있다.
이 접착제의 도포 방법으로서는 부품의 밑에 한쪽 편에 도포해서는 안되고, 일반적으로 복수개의 작은 도트상으로 접착제를 도포하고, 부품을 장착하는 방법이 이용된다. 이 경우에는, 각 도트는 작게 되므로 도포량이 다소 편차가 있어도 그 영향은 작게 된다.
부품의 크기가 클 경우는 이 도트의 수를 증가시키는 것에 의해 대응이 가능하다. 접착제의 경화는 적외선 또는 자외선으로 하는데 이것은 접착제의 종류에 의해 결정된다.
Flow Soldering에 의한 Soldering은 Bridge, Solder Wetting. Solder 과다등 Reflow Soldering 에 비하여 실장 품질이 떨어지게 되는 것은 부인할 수 없다.
실장품질의 향상은 Soldering 장치와 Soldering 재료, 기판의 패턴 설계등으로 부터 접근하고 있는데, 실장 밀도의 향상에 한계가 있다고 본다면 어디까지나 고밀도화를 추구하는 실장 형태에 있어서는 Reflow Soldring이 단연 우수하다
2. Reflow Soldering
이 방식은 기판의 Land에 미리 Solder를 공급하여 두고 외부의 열원으로 이 Solderf를 재용융하여 접속하는 것으로 포인트는 Solder의 공급과 열원으로 무엇을 선택하느냐에 있다. 기판위에 Solder의 공급은 Solder paste를 Screen 인쇄하는 방법이 일반적인데, 노즐로 일정량의 Solder Paste를 토출시키는 Dispenser 방식도 있다.
또, Land면에 Solder Coat 하는 방법도 이용되고 있다. 이 경우는 Solder Coat면에 Flux를 도포하고 그 점착성에 의해 부품을 고정한다.
Screen 인쇄
Screen 인쇄는 패턴을 형성한 Screen Mask 위에 Solder Paste를 Squeegee로 일정의 압력을 가하면서 이동시켜 Screen의 개구부에 의해 Solder Paste를 압출시켜, 기판의 패턴위에 인쇄하는 방법이다
Screen에는 스탠리스 와이어, 나일론등을 Mesh 상으로 직조한 Mesh Screen과 스탠리스등의 Metal 판에 인쇄 패턴을 에칭이나 레이저 가공한 것과 도금법 등에 의해 형성한 Metal Mask가 있다.
복잡한 패턴 형상, Paste 도포 범위가 넓은 패턴에는 Mesh Screen이 적합하고, 미세한 패턴에는 Metal Mask가 이용된다. 현재는 거의 대부분이 Metal Mask를 사용하고 있다. Screen 인쇄에 의한 Solder 공급은, 인쇄 패턴의 정도, 해상도, 인쇄된 Paste의 균일성에 포인트가 있고, 기판의 Fine 패턴화에 의해 이들이 실장 품질 향상에 점점 중요해 지고 있다.
이 때문에 인쇄기 메이커는 Mesh 재료의 개량, Mask 개구부 정도 향상, 시각인식기술의 도입에 위한 위치정도의 향상등에 힘을 쏟고 있고, Solder 메이커는 입도가 작고, Screen으로 부터의 빠짐성이 좋은 Solder Paste 개발을 추진하고 있다.
■ Solder Paste 인쇄시 주의점
Solder Paste 인쇄 불량은, Solder Paste의 성상, Screen 재질, 두께. 인쇄 될 기판의 휨, 비틀림, 인쇄기의 정도, 인쇄시 속도, 인쇄압등의 요인이 복잡하게 교차하여 영향을 미친다.
주요 불량은 인쇄의 번짐, 양부족, 어긋남 , 무너짐등이 있고, 이들의 불량은 Reflow시에 Solder 브릿지, Chip 일어섬, 위치 틀어짐, Solder 부족 등으로 나타 난다. Solder Paste는 인쇄방식과 패턴의 정도에 의해, 목적에 따른 각종 제품이 시판되고 있다. Metal Mask에는 점도가 약간 높은 것이 필요하고, Mesh Screen에는 점도가 낮고, 입경이 작으며 빠짐성이 좋은 것이 사용되는 등 선택에 유의하지 않으면 안된다. 기판의 휨 , 뒤틀림도 큰 요인이 된다. 최근에는 양면, Reflow가 주류를 차지하는데, A면에 Reflow Soldering을 하고, 반전하여 B면에 Solder Paste를 인쇄할 경우 특히, 수지 기판의 경우 가열에 의한 휨, 뒤틀림으로 인쇄가 안되는 경우도 있다.
이러한 Solder Paste의 인쇄에서 최적 조건을 구하는 것은 높은 숙련이 필요하고, 사람의 감으로 이루어진 요소가 많이 있다. 따라서, 최근 현실화 되고 있는 0603 Chip 부품 혹은, 0.3㎜ 피치 QFP, 0.5mm 피치 CSP 등의 실장에서는 PWB의 패턴정도, 실장기의 장착정도와 함께 이 Solder Paste 인쇄의 최적조건 설정 노하우가실 장 가능의 키를 쥐고 있다고 할 수있다.
■ Reflow Soldering 의 특징
- Flow Soldering과 같이 부품 본체가 직접 용융 Solder중에 침적되지 않으므로 부품 본체의 열충격이 작게 된다. (가열 방법에 따라 큰 열 스트레스가 가해지기도 함)
- 필요한 장소에 적량의 Solder를 공급하는 것이 가능하므로 불필요한 장소에는 Solder가 뭍는 것을
피할 수 있게 된다.
- Solder의 공급량을 규제하므로 브릿지등의 Soldering 불량은 작게 된다.
- 용융한 Solder의 표면장력에 의해 위치 틀어짐이 다소 발생하여도 정상 위치에 부품을 고정하는 Self
Alignment 효과가 있다.
- 국부 가열방식의 가열원을 이용하면 동일 기판상에서도 다른 Soldering 조건으로 Soldering 이 가능
하다.
- Solder 중에 불순물의 혼입의 위험성이 작게 되고 또 Solder Paste를 이용하는 경우 Solder 의 조성을
정확하게 유지할 수 있다.
■ Reflow Soldering시 주의 사항
* Reflow Soldering M/C의 온도 설정 및 관리 포인트
- Reflow M/C 기종별로 개별 관리를 한다.
- 기판에 3점 측정방식의 전용측정치구를 이용한다.
- 일일 일회 정시 점검 한다.
- Reflow M/C 조건 설정 관리서를 운용한다.
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