신뢰할 수 있는 PCB 성능을 위한 솔더링 배리어 코팅 선택

올바른 용접 장벽 코팅을 선택하는 것은 PCB의 신뢰성, 용접 가능성, 그리고 장기적인 성능에 영향을 미치는 중요한 결정입니다.코팅은 구리 패드를 산화로부터 보호합니다., 강력한 용접 결합을 보장하고 습기와 화학 물질과 같은 환경 위험으로부터 보호합니다. 비용 효율적인 HASL에서 고성능 ENEPIG에 이르기까지 다양한 옵션으로,선택은 운영 환경을 포함하여 귀하의 응용 프로그램의 고유 한 필요에 달려 있습니다, 부품 종류, 예산

이 안내서는 가장 일반적인 용접 장벽 코팅을 분해하고 주요 특성을 비교하고 프로젝트에 가장 좋은 옵션을 선택하기위한 실행 가능한 전략을 제공합니다.고주파 RF 보드를 디자인하든 비용에 민감한 소비자 장치를 디자인하든, 이 코팅을 이해하는 것은 습기가 떨어지거나 산화되거나 조기 고장나가는 것과 같은 일반적인 문제를 피하는 데 도움이 될 것입니다.

주요 내용
1표면 마감 (예를 들어, ENIG, HASL) 은 구리 패드를 사전 조립으로 보호하고, 컨포럼 코팅 (예를 들어, 실리콘, 파릴렌) 은 조립 후 PCB를 보호합니다.
2.ENIG 및 ENEPIG는 평면성, 용접성 및 내구성의 최상의 조합을 제공합니다.
3비용에 민감한 프로젝트는 HASL 또는 OSP에서 이익을 얻지만 열악한 환경에서 유효기간과 성능을 희생합니다.
4파릴렌과 실리콘과 같은 합성 코팅은 재처리 가능성에 대한 타협과 함께 극단적인 조건 (예: 항공, 의료) 에서 중요한 보호를 제공합니다.
5규제 준수 (RoHS, IPC) 및 환경 요소 (온도, 습도) 는 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 코팅 선택에 영향을 줄 것입니다.

용접 장벽 코팅의 종류
용접 장벽 코팅은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다.표면 마감 (황을 보호하고 용접을 돕기 위해 벗은 PCB에 적용) 및 적합 코팅 (환경 손상으로부터 보호하기 위해 조립 후 적용)각 유형은 고유 한 응용 프로그램과 성능 특성을 가지고 있습니다.

표면 가공: 용접 을 위한 구리 패드 보호
표면 마감은 산화를 방지하고 용접성을 보장하고 신뢰할 수있는 부품 부착을 지원하기 위해 맨 PCB에 노출 된 구리 패드에 적용됩니다. 가장 일반적인 옵션은 다음과 같습니다.
1HASL (열기 용접수 레벨링)
HASL는 특히 비용 민감한 응용 분야에서 가장 오래되고 가장 널리 사용되는 표면 완공 중 하나입니다. 용액 용접 (연금 또는 비연) 이 PCB에 적용됩니다.그 다음 과잉은 뜨거운 공기로 날려서 패드에 용접 코팅을 남깁니다..

장점: 저렴한 비용, 우수한 용접성, 장수 기간 (12 개월), 대부분의 부품과 호환됩니다.
단점: 불규칙한 표면 (연금 멘이스쿠스 때문에), 얇은 피치 (<0.5mm 피치) 구성 요소에 적합하지 않습니다. 납판 버전은 RoHS 준수에 실패합니다.
가장 적합합니다: 일반 용도 PCB, 프로토타입 제작 및 비비결적인 소비자 전자제품 (예를 들어 장난감, 기본 센서).

2ENIG (전기 없는 니켈 몰입 금)
ENIG는 구리 위를 덮은 얇은 니켈 층 (5 ∼10μm) 으로 이루어져 있으며 금층 (0.05 ∼0.1μm) 으로 덮여 있습니다. 니켈은 구리 산화에 대한 장벽으로 작용합니다.금은 용접 가능한 표면을 제공합니다..

장점: 평평한 표면 (미세한 BGA를위한 이상), 우수한 용접성, 긴 보관 기간 (> 12 개월), RoHS 준수.
단점: 더 높은 비용, 블랙 패드 (절절을 약화시키는 부서지기 쉬운 니켈 금 화합물), 복잡한 제조.
가장 적합합니다: 높은 신뢰성 응용 프로그램 (의료기기, 항공우주), 얇은 피치 부품 및 고주파 PCB.

3. OSP (Organic Soldability Preservative) 는 유기 용접성 보존제입니다.
OSP는 금속을 첨가하지 않고 산화로부터 구리를 보호하는 얇은 유기 필름 (0.1 ∼ 0.3μm) 이다. 용접 과정에서 녹아, 결합을 위해 깨끗한 구리를 노출시킨다.

장점: 매우 저렴한 비용, 평평한 표면, RoHS 준수, 고 주파수 설계에 이상적입니다 (금속 손실이 없습니다).
단점: 짧은 유통기 (6개월), 취급과 습도에 민감하며 여러 번 재흐름 주기에 적합하지 않습니다.
가장 적합합니다: 비용에 민감한 소비자 전자제품 (스마트폰, TV) 및 고주파 RF 보드.

4몰입 은 (ImAg)
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장점: 우수한 용접성, 평면, ENIG에 비해 저렴한 비용, RoHS 준수.
단점: 습한 환경에서는 훼손 (산화) 에 취약하며, 유통 기간이 짧으며 (6개월) 신중한 보관이 필요합니다.
가장 적합합니다: RF 회로, 와이어 결합 응용 프로그램 및 중급 소비자 전자제품.

5ENEPIG (전체 없는 니켈 전체 없는 팔라디움 몰입 금)
ENEPIG는 니켈과 금 사이에 팔라디움 층 (0.1 ∼ 0.2μm) 을 추가하여 ENIG보다 신뢰성을 향상시킵니다. 팔라디움은 니켈 산화를 방지하고 블랙 패드 위험을 제거합니다.

장점: 우수한 내구성, 와이어 접착 및 용접에 우수, 장수 기간 (> 12 개월), RoHS 준수.
단점: 일반적인 마무리 제품 중 가장 높은 비용, 더 긴 제조 수명.
최선: 미션 크리티컬 애플리케이션 (항공, 의료 임플란트) 및 용접 및 와이어 결합이 필요한 보드.

6침수 틴 (ImSn)
몰입 틴은 얇은 틴 층 (0.8~1.2μm) 을 구리 위에 적용하여 평평한 표면을 제공하고 좋은 용접성을 제공합니다.

장점: 저렴한 비용, 얇은 피치 부품의 평평한 표면, RoHS 준수.
단점: 틴 머스크 (단한 셔츠를 유발하는 작은 전도성 필라멘트) 의 위험, 짧은 보관 기간 (6 개월).
가장 적합합니다: 압축 연결 장치 및 저비용 자동차 부품 (안전 비 중요).

합성 코팅: PCB를 보호
컨포멀 코팅은 습기, 먼지, 화학 물질 및 기계적 스트레스로부터 보호하기 위해 완전히 조립 된 PCB에 적용 된 얇은 폴리머 필름입니다.그들은 용접에 도움이 되지 않지만 열악한 환경에서 PCB의 수명을 연장합니다..

1아크릴
아크릴 코팅은 방온에서 빠르게 고칠 수 있는 용매 또는 물 기반의 폴리머입니다.

장점: 적용 하기 쉽다, 비용 이 낮다, 재작업 가능성도 뛰어나다 (용매 를 사용 하여 제거 한다), 습기에 잘 견딜 수 있다.
단점: 화학물질 및 가열 저항성이 떨어지고 온도 내성이 제한되어 있습니다 (125°C까지).
가장 적합함: 소비자 전자제품 ( 착용용품, 가전제품) 및 낮은 스트레스 환경.

2실리콘
실리콘 코팅은 융통성 있고 열에 내성이 강한 폴리머로 극심한 온도 변동을 견딜 수 있습니다.

장점: 탁월 한 열 충격 저항성 (-65°C ~ 200°C), 유연성 (진동 흡수), 좋은 습도 보호.
단점: 마찰 저항성이 떨어지고, 재작업이 어렵고, 아크릴보다 비용이 더 높습니다.
최선: 자동차 하위 부품, 항공 우주 전자제품, 외부 센서.

3폴리유레탄
폴리유레탄 코팅은 강력한 화학적 저항과 가려움증 저항을 제공하여 산업 환경에 이상적입니다.

장점: 기름, 연료, 화학물질 에 대한 탁월 한 저항력, 가려질 수 있는 환경 에서 오래 지속 됩니다.
단점: 높은 온도 (> 125°C) 에서 부서지기 쉽고 재작업하기 어렵고, 고화 시간이 길다 (24~48시간).
가장 적합합니다: 산업용 기계, 석유/가스 장비 및 자동차 연료 시스템.

4파리렌
파리렌은 증기 퇴적 폴리머로 균일한 커버링으로 얇고 핀홀이 없는 필름을 형성합니다.

장점: 비교할 수 없는 균일성 (작은 틈과 구성 요소를 포함), 뛰어난 화학 저항성, 생물 호환성 (FDA 승인)
단점: 매우 비싸고, 재조리하기가 어렵고, 특수 증기 퇴적 장비가 필요합니다.
가장 적합합니다. 의료용 임플란트, 항공기 전자제품, 그리고 높은 신뢰성 센서.

5에포시
에포시 코팅은 열이나 자외선으로 가열된 단단하고 딱딱한 필름입니다.

장점: 화학물질 및 가려질 수 있는 저항성, 높은 온도 내성 (최고 150°C)
단점: 부서지기 쉬운 (진동으로 인해 균열되기 쉬운), 재작업하기 어려운, 치료 시간이 길다.
가장 적합합니다: 화학적으로 혹독한 환경 (예를 들어 공장) 에서 무거운 산업 장비 및 PCB.

비교 표: 표면 완성품

비교 표: 양형 코팅

코팅 을 선택 하는 핵심 요인
올바른 용접 장벽 코팅을 선택하는 것은 환경 조건에서 제조 제약에 이르기까지 여러 요인을 균형 잡는 것을 요구합니다.

1운영 환경
습도: 습도가 높은 환경 (예: 욕실, 야외 센서) 은 강한 습도 저항성을 가진 코팅 (ENIG, 파릴렌, 실리콘) 을 요구합니다.
b.온도 극한: 자동차 하부 (125°C+) 또는 항공우주 (-55°C ~ 150°C) 응용 분야에는 고온 코팅 (ENEPIG, 실리콘, 파릴렌) 이 필요합니다.
화학물질/유: 산업용 또는 자동차 연료 시스템은 화학물질 (폴리우레탄, 에포시) 에 대한 저항을 필요로 합니다.

2부품 유형 및 PCB 설계
a. 얇은 피치 구성 요소 (<0.5mm pitch): 용접 브릿지 (ENIG, ENEPIG, OSP) 를 방지하기 위해 평평한 표면을 요구합니다.
b.고주파수/RF 회로: 신호 무결성을 유지하기 위해 낮은 손실, 평평한 가공이 필요합니다 (OSP, ImAg, ENIG).
c. 와이어 결합: 신뢰성 있는 와이어-투-패드 연결을 위해 ENEPIG 또는 ImAg가 선호됩니다.
d.다중 리플로우 사이클: ENIG 또는 ENEPIG는 OSP 또는 ImAg보다 반복 난방에 더 잘 견딜 수 있습니다.

3용접 가능성 및 유효기간
a.접속성: ENIG, ENEPIG 및 ImAg는 강한 관절에 매우 중요한 가장 좋은 습기를 제공합니다.
b.수명: 장시간 저장 (예: 군용 저장) 에 있어서 ENIG 또는 ENEPIG (24개월 이상) 은 OSP 또는 ImAg (6개월 이상) 을 능가합니다.

4비용 및 제조 제약
a.예산 프로젝트: HASL 또는 OSP는 가장 경제적이지만 성능을 희생합니다.
b.대용량 생산: OSP와 HASL는 가장 빠르게 적용되며 제조 전속 시간을 줄입니다.
c.저용량, 높은 신뢰성: ENEPIG 또는 파리렌은 미션 크리티컬 애플리케이션에 대한 비용을 정당화합니다.

5규제 준수
a.RoHS: 납 함유 HASL를 피하고 ENIG, OSP, ImAg 또는 ENEPIG를 선택하십시오.
의료용 (ISO 13485): 파릴렌 또는 ENEPIG는 생물 호환성이 있으며 살균 요구 사항을 충족합니다.
c. 항공우주 (MIL-STD-883): ENEPIG 및 파릴렌은 엄격한 내구성 표준을 준수합니다.

피해야 할 일반적인 실수
경험 많은 기술자 들 도 가공 선택 에 있어서 신뢰성 문제 를 초래 하는 오류 를 저지릅니다.
1- Shelf Life를 볼 수 있습니다.
6개월 이상 저장된 PCB를 위해 OSP 또는 ImAg를 사용하는 것은 산화로 이어지며 용접기가 습해지는 경우가 많습니다. 장기간 보관하려면 ENIG 또는 ENEPIG로 업그레이드하십시오.

2얇은 피치 구성 요소에 대한 HASL 선택
HASL의 불규칙한 표면은 0.4mm pitch BGA에 용접 브릿지를 유발합니다. 얇은 pitch 디자인을 위해 ENIG 또는 ENEPIG로 전환하십시오.

3환경적 호환성을 무시하는 것
화학 공장에서 PCB에 아크릴 코팅을 적용하면 (유/연료에 노출) 빠른 실패를 보장합니다. 대신 폴리우레탄 또는 에포시스를 사용하십시오.

4재조정 필요성 과소평가
파릴렌 이나 에포시 코팅 은 제거 하는 것 이 거의 불가능 하며, 재작업 을 하는 것 은 비용이 많이 들 수 있다. 프로토타입 이나 현장에서 수리 할 수 있는 장치 를 위한 경우, 아크릴 을 선택 한다.

5납 없는 요구사항을 무시
납 HASL는 비용을 절감 할 수 있지만 RoHS를 위반하고 규제 벌금의 위험을 초래합니다. 항상 납 없는 마무리 (HASL 납 없는, ENIG, OSP) 를 선택하십시오.

실제적 응용 예
1스마트폰 PCB
요구 사항: 고주파 (5G), 비용에 민감한, 얇은 피치 (0.4mm BGA), 짧은 수명 (빠르게 조립).
코팅 선택: OSP (표면 마감) + 아크릴 호환 코팅.
왜: OSP의 평평한 표면과 낮은 손실은 5G 신호를 지원합니다.

2자동차 ADAS 레이더
요구 사항: 높은 신뢰성, -40 °C ~ 125 °C 작동, 0.3mm pitch 부품, 긴 유통 기간.
코팅 선택: ENEPIG (면면 마감) + 실리콘 컨포멀 코팅.
왜: ENEPIG 는 산화 에 저항 하고 미세 한 음향 레이더 IC 를 지원 합니다. 실리콘 은 열 충격 을 처리 합니다.

3의료 임플란트 PCB
필요성: 생체 호환성, 살균 저항성, 체액의 부식성
코팅 선택: ENEPIG (표면 마감) + 파릴렌 컨포멀 코팅.
이유: ENEPIG 는 구리 의 부식 을 방지 한다. 패릴렌 은 FDA 의 승인 을 받았으며, 톱니 구멍 이 없으므로 체액 이 침투 하지 않는다.

4산업 센서
요구 사항: 화학 저항성 (유/연료), 진동 내성이, 저렴한 비용
코팅 선택: 납 없는 HASL (표면 마감) + 폴리우레탄 합동 코팅.
왜: HASL는 비용과 용접성을 균형 잡습니다. 폴리우레탄은 산업 화학 물질에 저항합니다.

금속 코팅 용접에 관한 FAQ
Q1: 단일 PCB에 여러 코팅 (예: ENIG + 실리콘) 을 사용할 수 있습니까?
A: 예·면면 및 컨포머 코팅은 다른 용도로 사용됩니다. ENIG는 좋은 용접을 보장하며, 실리콘은 조립 된 보드를 환경으로부터 보호합니다.

Q2: 코팅이 RoHS를 준수하는지 어떻게 알 수 있습니까?
A: 제조업체의 데이터 시트를 확인하십시오. 대부분의 현대적인 마무리 (ENIG, OSP, ImAg) 및 적합 코팅 (아크릴, 실리콘) 은 RoHS에 적합합니다. 납 함유 HASL을 피하십시오.

Q3: ENEPIG보다 더 많은 비용을 지불할 가치가 있습니까?
A: 미션 크리티컬 애플리케이션 (항공, 의료) 에서 예, ENEPIG는 "블랙 패드" 위험을 제거하고 와이어 결합 신뢰성을 향상시킵니다. 소비 전자제품에서는 ENIG이 충분합니다.

Q4: OSP 위에 합동 코팅을 적용 할 수 있습니까?
A: 예, 그러나 OSP는 먼저 용접되어야 합니다. 용접되지 않은 OSP에 적용 된 합동 코팅은 산화를 포착하여 나중에 적절한 용접을 방지합니다.

Q5: 고주파 RF PCB에 가장 좋은 코팅은 무엇입니까?
A: OSP 또는 ImAg (표면 완공) 은 양형 코팅이 없는 (신호 손실을 피하기 위해) 가장 잘 작동합니다. 환경 보호가 필요한 경우 얇은 파릴렌 코팅 (최소 손실) 을 사용하십시오.

결론
올바른 용접 장벽 코팅을 선택하는 것은 코팅의 강도에 PCB의 필요를 맞추는 것을 요구합니다. 비용에 민감한 소비자 장치의 경우, 아크릴 코팅을 가진 OSP 또는 HASL은 균형을 이룬다.항공우주 또는 의료와 같은 높은 신뢰성 애플리케이션을 위해, ENEPIG와 파리렌은 투자 가치가 있습니다.

성공 의 핵심 단계:

환경 (온도, 습도, 화학물질) 을 평가합니다.
b.부품 유형 (미세한 음향, RF) 을 표면 완공 평면성과 손실에 맞추기.
c. 보관 기간 및 재조정 필요를 고려합니다.

d. RoHS, ISO 또는 MIL 표준을 준수하도록 보장합니다.

일반적인 실수를 피하고 중요한 요소를 우선 순위에 두면 PCB가 스마트폰, 자동차 또는 의료 임플란트에 있는지 여부와 상관없이 신뢰할 수 있는 성능을 보장하는 코팅을 선택할 수 있습니다.

기억하세요: 가장 좋은 코팅은 불필요한 기능에 과도하게 지출하지 않고 프로젝트의 독특한 요구 사항을 충족시키는 것입니다.