PCB 부식 이해: 원인, 유형, 예방법

목차:

• PCB 부식이란?
• 발생할 수 있는 부식 유형들은?
• 회로 기판 부식 세척 방법
• 베이킹 소다로 PCB 세척하기
• PCB 부식 예방법

부식은 인쇄 회로 기판의 주요 적 중 하나입니다. 충분히 부식된 회로 기판은 작동하지 않으며, 부식의 꾸준한 진행은 불가피합니다. 그런데 왜 PCB가 부식되며, PCB 부식의 가장 흔한 원인들은 무엇일까요?

PCB 부식이란?

부식은 산소가 금속과 결합하여 녹을 생성하고 금속이 벗겨지며 귀중한 화학적 특성을 잃게 되는 산화 과정입니다. 인쇄 회로 기판은 주로 금속으로 만들어지고 산소에 노출되므로 결국 부식됩니다.

그러나 부식에 있어 모든 금속이 동등하지 않습니다. 일부 금속은 거의 즉시 부식되는 반면, 일부는 절대 부식되지 않는 듯 보입니다. 부식에 높은 저항성을 가진 금속:

• 흑연(Graphite)
• 금(Gold)
• 은(Silver)
• 구리-니켈 합금(Copper-nickel alloy)

부식에 매우 취약한 금속:

• 도금 주석(Plated tin)
• 납(Lead)
• 구리(Copper)
• 도금 니켈(Plated nickel)

금, 은처럼 산과 부식에 극도로 강한 금속을 귀금속(noble metals)이라 하며, 구리, 주석처럼 부식에 취약한 금속을 비금속(base metals)이라 부릅니다.

무료 견적 요청

발생할 수 있는 부식 유형들은?

회로 기판 금속이 부식되는 데는 여러 원인이 있습니다. 주요 유형:

• 대기 부식(Atmospheric): 가장 표준적인 부식 유형. 금속이 습기에 노출되면 습기 속 산소와 금속 이온이 결합해 산화물 생성. 구리는 대기 부식을 매우 쉽게 겪는데, 구리 배관에서는 부식된 구리가 기계적 특성을 유지하므로 문제없지만, 전기 전도성은 유지하지 못해 회로 기판에서는 큰 문제.
• 전기화학적 부식(Galvanic): 서로 다른 금속이 전해질 존재 하에 있을 때 발생. 이 상황에서 더 내식성 강한 금속이 접촉한 비금속보다 더 빨리 부식됨. 예: 금이 주석과 접촉하면 금이 평소보다 훨씬 빨리 부식.
• 전해 부식(Electrolytic): 이 금속 열화 유형에서 인접 트레이스는 이온 오염 습기가 그들 사이 전기 전압을 감염시킬 때 덴드라이트 성장을 경험하며, 금속 슬리버(metal slivers)가 생겨 단락 유발.
• 마찰 부식(Fretting): 마찰 부식에서 솔더 도금 스위치 닫기 동작이 와이핑 작용을 만들어 표면 산화층을 제거하여 그 아래 층이 산화되게 함. 결국 과도한 녹이 쌓여 스위치 작동 불능.

회로 기판 부식 세척 방법

PCB가 물 손상이나 다른 원인으로 부식되면 세척으로 수리 가능할 수 있습니다. 회로 기판 세척에는 소규모 회사도 감당할 수 있는 일상 가정 용품이 필요합니다. 하지만 전자 기초 지식이 있는 사람만 PCB 세척을 시도해야 합니다. 공정은 보드 분해와 부품 손상 회피를 포함합니다. 전자 기기에서 PCB 분리 시 물은 피하고 기기 전원 차단.

PCB 세척에 다양한 도구 사용 가능하지만, 특정 아이템이 부식 제거에 가장 효과적입니다. 부식된 회로 기판 세척에는 다음 재료 필요:

• 베이킹 소다: 알칼리성과 연마 특성으로 부식된 PCB 완벽 세척제. 손상 없이 부식된 영역 제거 및 중화.
• 탈이온수(Deionized water): 회로 기판 세척에 물 쓸 때 오염물질 없어야 함. 일반 물 이온은 전도성 가져 전자 기기 손상. 탈이온수는 오염물질이나 손상 유발 이온 없음.
• 가정용 세제: 인산염 없는 가정용 세제로 먼지와 부식 효과적 제거. 인산염은 PCB 부식 방지하지만 수질 오염 주요 원인.
• 얇은 부드러운 강모 브러시: 전용 PCB 세척 도구 없으면 칫솔이나 붓도 가능. 부드러운 강모는 보드 섬세한 부품 긁지 않음.
• 보풀 없는 타월: 극세사 등 보풀 없는 직물 천은 입자 남김 없이 건조 과정 가속.
• 오븐: 일반 가정용 오븐으로 간접 열 이용해 PCB 철저히 건조. 단, 오븐이 꺼진 상태 확인 후 회로 기판 넣어야 함.

베이킹 소다로 PCB 세척하기

위 재료들로 PCB 부식 영역 복원 가능. 회로 기판 부식 세척 단계:

1. PCB 레이아웃과 구성 기록. 메모나 사진으로 모든 디테일 포착해 세척 후 재조립 가능하게.
2. PCB 케이블과 칩 분해. 이 단계로 보드 모든 부식 부분 접근 가능.
3. 베이킹 소다와 증류수로 세척. 베이킹 소다 1부에 물 2~4부 섞어 걸쭉한 반죽 만듦. 브러시로 모든 부식 부위에 용액 문지름. 20~30분 건조 후 증류수로 헹굼.
4. 가정용 세제로 한 번 더 패스. 모든 부식 부위에 세제 분사 후 깨끗한 브러시로 다시 문지름. 보풀 없는 타월로 두드려 건조.
5. 오븐에서 PCB 건조. 오븐 170도 설정, 예열 완료 후 완전히 끄기. 회로 기판 오븐에 넣어 잔열로 남은 습기 건조.
6. 재조립 및 테스트. 모든 부품 재조립 후 PCB 작동 여부 확인. 여전히 작동 안 하면 지우개로 남은 부식 제거 시도.

PCB 부식 예방법

그렇다면 인쇄 회로 기판 부식을 어떻게 예방할까? 부식을 영원히 피할 순 없지만, 회로 기판 예상 수명 너머로 지연시키는 건 가능. 이를 위한 단계들:

PCB 부식 예방 시 주된 목표는 이온 오염 피하기. 이온 오염 포함 습기에 회로 기판 부품 노출이 PCB 부식 주원인. 첫 번째 우선순위는 항상 PCB와 부품을 깨끗하고 건조하게 유지하는 것.

PCB 제조 시 이 우선순위 명심 매우 중요. 제작사는 지문이나 액체가 PCB에 묻지 않게 하고 깨끗하고 건조한 환경에서 제조해야 함. 설계자는 노출된 도체에 습기 방울 맺히지 않게 주의해야 함.

자동차, 농업, 많은 산업 환경처럼 액체 오염 물질 노출 가능성이 높은 애플리케이션용 PCB 설계 시, 보드가 직면할 환경적 위험으로부터 보호 조치 취해야 함.

약간의 주의와 관심으로 PCB를 충분히 깨끗하고 건조하게 유지해 부식 방지하는 건 어렵지 않음. 이런 예방 조치가 PCB가 절대 부식 안 함을 보장하진 않지만, 가능성을 크게 낮출 수 있음. 부식 가능성 줄이는 조치를 최대한 자주 취하는 건 인바리어블하게 노력할 가치 있음.

인쇄 회로 기판 부식 예방 더 알아보기

밀레니엄 서키츠 리미티드가 우리가 유통하는 PCB를 최대한 부식 저항성 있게 만드는 방법이나, 다른 엄격한 품질 보증 방법들에 대한 정보는 오늘 MCL에 문의하세요.

무료 견적 요청