구리가 벗겨지는 것을 방지하는 방법

HASL(Hot Air Solder Leveling)은 구리 표면이 산화되는 것을 방지하고 후속 조립을 위한 양호한 납땜 표면을 제공하기 위해 노출된 구리 위에 주석 합금을 코팅하는 기술입니다. HASL의 기본 과정은 PCB 보드를 고온의 주석 액체 욕조에 잠시 담그는 것입니다. 플럭스와 고온 주석의 작용을 통해 구리-주석 합금(IMG)이 형성됩니다. 이후, 가이드 레일을 따라 보드가 들어 올려지면서 고압 가스가 비구리 영역(non-copper areas)에서 과도한 주석을 제거하고 패드의 납땜 표면을 평탄하게 만듭니다.

HASL 공정은 우수한 납땜성을 제공합니다. 그러나 실제 HASL 작업 중 구리가 벗겨지는 현상이 발생할 수 있습니다. 단면 PCB에서는 주로 도금된 홀에서 발생하며, 양면 PCB에서는 좁은 환형 링을 가진 스루홀 패드, 특히 긴 슬롯 홀에서 자주 발생합니다. 이러한 구리 벗겨짐의 주요 원인은 다음과 같습니다:

1. HASL 주석 욕조의 온도인 275-300°C는 보드의 유리 전이 온도(TG 포인트)를 크게 초과합니다. 보드가 주석 욕조의 높은 온도와 고압 가스 분사에 노출되면 강한 스트레스를 받게 됩니다. 넓은 표면 납땜 패드로부터 기계적 지지가 없는 경우, PTH 홀 내의 구리층이 홀 벽에서 쉽게 분리될 수 있습니다.

2. HASL 과정에서는 구리와 주석이 결합하여 구리-주석 합금이 형성됩니다. 이는 구리를 일부 부식시켜 보드 기판에 대한 접착력을 약화시킬 수 있습니다.

개선 및 최적화 전략

예를 들어, 절벽을 오르는 것을 비유로 들 수 있습니다. 양손이 절벽의 튀어나온 부분을 잡고 있는 상황에서, 그립 면적이 넓을수록 등반이 더 수월해 집니다.

마찬가지로 구멍 벽 내부의 구리 표면도 유사하게 작용합니다. 위쪽과 아래쪽 층에 모두 솔더 패드가 있을 때(보통 0.3 mm 이상의 환형 링을 권장), 접착력이 더 강해지며 구리가 벗겨지는 현상이 크게 줄어듭니다.

결론

작은 솔더 패드가 있는 단면 또는 양면 PCB의 경우, 솔더 패드가 0.3mm 이상인 양면 PCB로 전환하거나 ENIG 표면 처리를 고려하십시오. 금 도금된 솔더 패드는 더 매끄러운 표면을 제공하며, BGA 보드에 적합합니다.

공간 부족이나 기타 이유로 양면 PCB로의 전환이 불가능한 경우 ENIG 사용을 고려하십시오.

구멍 벽 내 구리가 필요하지 않은 경우, 비도금 구멍을 선택하십시오. 양면 간 연결이 필요한 경우, 솔더 패드 가장자리에 비아를 사용하십시오(고전류 응용 분야에서는 충분한 양의 비아를 추가해야 합니다).