PCB 아웃게싱(Outgassing) 방지: 회로 기판 결함으로부터 보호

아웃게싱(outgassing)은 오프게싱(offgassing)이라고도 하며 생산 및 사용 중 결함을 초래합니다. 특정 응용 분야에서는 피할 수 없지만, 기능적인 최종 제품을 보장하기 위해 아웃게싱을 예방하거나 완화해야 합니다. 아웃게싱과 제조업체가 이를 예방하거나 줄이기 위해 할 수 있는 일에 대해 자세히 알아보세요.

PCB 및 솔더 마스크 아웃게싱이란?

아웃게싱이 발생하면 PCB에 갇힌 가스가 기판 내부에서 방출됩니다. 가장 흔히 두 가지 상황에서 발생합니다.

• 생산 중 웨이브 또는 수동 솔더링: 웨이브 또는 수동 솔더링 중 스루홀 근처의 수분이 열로 인해 증기로 변합니다. 이 가스가 빠져나갈 때 솔더 마스크에 보이드(void)가 생성됩니다.
• 초고진공 환경에서의 사용: 우주 공간, 실험실, 의료 시설 같은 초고진공 환경이 수반되는 응용 분야에서 진공은 PCB에서 증기가 빠져나가게 하여 나머지 장비에 결로를 만듭니다.

아웃게싱이 초래하는 문제

두 가지 일반적인 아웃게싱 유형이 PCB 수명의 서로 다른 단계에서 발생하므로 각각 제조업체에 고유한 과제를 제시합니다. 이러한 문제는 결함이 있는 PCB나 제대로 작동하지 않는 제품으로 이어질 수 있습니다.

솔더링 중 아웃게싱이 발생하면 솔더 마스크에 형성되는 보이드가 심각한 문제를 일으킵니다. 이 보이드는 PCB의 스루홀을 도전성으로 만드는 무전해 구리 도금에 나타납니다. 증착 공정 중 제조업체는 PCB 층 사이에 구멍을 뚫고 구리로 도금합니다. 이 도금은 기판 층 전체에 도전성 경로를 만들어 PCB가 처음부터 작동하게 합니다. 이 구리 도금의 보이드는 전류가 도금을 통과하는 것을 방지하여 결함 있는 PCB를 초래합니다. PCB는 제 역할을 하기 위해 균일한 무전해 구리 층이 있어야 하며, 보이드는 이를 방해합니다.

고진공 환경에서의 아웃게싱 관련 문제는 장비의 용도에 따라 다릅니다. 우주 관련 응용 분야에서 아웃게싱으로 형성된 결로는 카메라 렌즈나 측정 도구 같은 소재에 간섭할 수 있습니다. 증기가 렌즈를 흐리게 하고 측정 결과를 방해합니다. 의료 시설과 과학 실험실 모두 장비를 제대로 사용하기 위해 멸균 환경이 필요합니다. 아웃게싱은 장비와 주변 환경을 오염시켜 환자에게 위험을 주거나 부정확한 테스트 결과를 초래할 수 있습니다.

일반적인 원인과 해결책

아웃게싱이 발생하는 상황은 다를 수 있지만, 그 원인은 발생 위치에 관계없이 매우 유사합니다. 아웃게싱의 원인에는 다음이 포함됩니다.

• 잘못된 소재: PCB를 구성하는 소재를 선택할 때 제조업체는 생산과 응용을 포함한 기판 수명의 모든 단계를 고려해야 합니다. 금, 은, 주석으로 만든 도금은 증착 중 가열 시 가스를 생성하는 염이나 유기물을 포함할 수 있습니다. 고진공 환경에서 사용되는 PCB에 아웃게싱 가능성이 낮은 소재가 없으면 아웃게싱 위험이 증가합니다.
• 불량한 제조: 생산 공정은 소재만큼이나 PCB 품질을 결정합니다. 솔더링 중 아웃게싱은 무전해 구리 도금이 너무 얇거나 예열 공정이 잘못되었을 때 자주 발생합니다. 생산 공정 중 수분 제거를 소홀히 하면 고진공 시스템에서 아웃게싱과 관련된 증기가 생성될 수 있습니다.

초고진공 시스템에서 PCB 아웃게싱 감소

PCB에 적합한 소재와 생산 공정이 있어도 고진공 응용 분야에서 여전히 아웃게싱을 경험할 수 있습니다. 제조업체와 고객 모두 아웃게싱 위험을 최대한 줄이기 위해 예방 조치를 취해야 합니다. 진공 상태에서 수행될 때 특히 효과적인, 생산 중 고진공 시스템용 PCB 베이킹은 아웃게싱을 완화하는 데 효과적입니다. 베이킹 공정은 사용 전 잔류 수분을 제거합니다.

PCB를 구현할 때 고객은 중요한 부품에서 증기를 멀리하는 장비를 설계할 수 있습니다. 가스가 벤트(vent)를 통해 빠져나갈 경로를 개발하면 갇히는 것을 방지할 수 있습니다. 또는 기판을 민감한 부품에서 멀리 향하게 하여 증기가 영향을 받지 않는 부품과 접촉하도록 할 수 있습니다. 가열 요소는 결로로 형성된 얼음 층과 필름을 태워 없앨 수 있습니다. PCB를 탑재한 우주선은 기판이 포함된 면을 태양 쪽으로 향하게 하여 자연 열로 수분을 줄일 수 있습니다.

올바른 공급업체 선택으로 아웃게싱 가능성 줄이기

MCL은 귀사 제품의 목적에 적합한 기술을 사용하는 PCB만 공급합니다. 아웃게싱 위험이 가장 낮은 PCB를 찾는 데 도움을 받으려면 문의하세요.