PCB 표면처리의 종류 (Surface Finish)
 1. PCB의 표면 처리를 하는 이유는 ? 

PCB 기판의 회로를 연결 하는 주요 재료는 Copper(구리) 입니다. 하지만 구리의 경우에는 공기중에 노출하게 되면 산화하게 되며, 산화막으로 인해 부품의 실장을 방해하기 때문에 제대로 된 부품 실장이 되지 않습니다. 

표면 처리를 하는 주요한 이유
(1)    구리의 산화 및 오염 방지
(2)    납땜 연결을 강화하여 품질 향상
(3)    부품 조립 시 불량률 감소 및 공정 수율 증가
(4)    기판의 보존 기한 증가와 보드 제작 후 동작 안정성

표면처리의 종류는 HASL, Lead-free Hasl, ENIG, Immersion silver, OSP, Immersion Tin, Agcl, soft gold, Hard gold, ENEPIG, Carbon ink 등등 특성과 비용에 따라 굉장히 많은 종류가 있습니다.
이중 많이 사용되는 주요 표면처리 재료를 설명 드리 겠습니다

2.  HASL(Hot air solder leveling)
      가장 일반적으로 사용하는 방식 이며, 주석/납 합금(solder)을 녹여서 기판을 넣어 도포 시키고 고온 고압의 열풍을 이용하여
      납의 두께를 균일하게 하고 홀 속의 납을 제거 합니다.
      저렴하고 방식이 쉽기에 가장 많이 사용되었지만, 납 성분으로 인한 환경 문제로 갈수록 사용이 적어지고 있습니다.

      <장 점>
         (1) 패드와 부품 사이의 납땜이 우수 하며, 저장 수명이 깁니다.
         (2) 수리 및 재 작업이 편리합니다.
         (3) 비용이 저렴하며, 활용범위가 넓습니다.

      <단 점>
        (1) 두께가 패드의 크기에 따라 다르며, 표면이 균일하지 않습니다.
        (2) BGA, SMD, 미세피치, HDI PCB 등 고사양의 PCB에는 적합하지 않습니다.
 

3. Lead-free HASL
    Sn/Ag/Cu (SAC), Sn/Cu/Co, Sn/Cu/Ni/Ge 등의 무연 합금이 사용되는 HASL의 변형으로 환경문제로 인한  RoHS 요구 사항을 만족하기 주로 사용 되고 
    있습니다. 

   <장 점>
      (1) 친환경 적이며, 활용 범위가 넓습니다.
      (2) 저렴하며 내구성이 높습니다.
      (3) 비교적 수리 및 재 작업이 가능합니다.

   <단 점>
     (1) PCB보드의 열 충격으로 인해 PCB 박리등이 생길 수 있습니다.
     (2) 표면이 고르지 않습니다.
     (3) 솔더 브릿징 발생 될 가능성이 높으며, hole이 작아지거나 묻힐 가능성이 높습니다.
     (4) BGA, SMD, 미세피치, HDI PCB 등 고사양의 PCB에는 적합하지 않습니다

4. 무전해금도금 - ENIG(Electroless nickel immersion gold)
    구리 위에 3.5~7미크론의 니켈을 올리고 금을 0.03미크론 정도의 금을 도금 합니다.  
    일반적으로 금을 구리 위에 올리게 되면 서로 확산이 되기에 사이에 니켈을 두어 확산을 방지합니다.
    공정에 100종류 이상의 화학물질이 들어 가야 하기에 별도의 환경 처리 시설이 필요하는등 제작 비용이 높지만 표면처리가 얇고
    평평한 장점으로 고밀도 PCB, BGA, FPCB, 와이어 본딩등에 많이 사용 되고 있습니다.

   <장 점>
     (1) 얇으며 평평하고 균일한 표면으로 BGA, 고밀도 PCB 작업에 좋습니다.
     (2) 납이 없기에 환경에 좋으며, 니켈층이 구리를 보호하기에 높은 온도의 무연납 사용에도 좋습니다.
     (3) 견고하고 내구성이 강하며 보관 수명이 깁니다.
     (4) 도금 hole(PTH) 작업에 좋습니다.

   <단 점>
    (1) 가격이 높으며, 수리 및 재 작업에 적합하지 않습니다.
    (2) 종종 블랙패드가 발생하여 납땜이 안되거나, 패드가 떨어지는 등 잘못된 연결이 발생될 수 있습니다.

5. OSP(Organic solderability preservative)_
    OSP는 유기화합물로 구리를 얇게 코팅하여 공기와 접촉이 안되도록 방지 합니다.
    제조 방법이 쉽고, 저렴하며 환경 친화적 이지만 수명이 짧고, 충격, 스크레치 등에 민감하여 보관에 주의해야 됩니다.

   <장 점>
     (1) 무연으로 친환경 적 입니다.
     (2) 비용이 저렴하여 공정이 쉽습니다.
     (3) 평평한 표면과 수리 및 재 작업이 가능하며, SMT작업시에도 적합합니다.

    <단 점>
     (1) 매우 민감하고, 수명이 짧아 관리에 주의가 필요합니다.
     (2) 두께 측정이 어렵습니다.
     (3) PTH에 적합하지 않습니다.

6.  ENEPIG(electroless nickel electroless palladium immersion gold)
    ENEPIG 무전해 니켈 무전해 팔라듐 금도금의 경우 ENIG의 변경으로 Nickel 위에 팔라듐 코팅을 한번 더해서 니켈의 산화를 막고 다른 표면처리에 비해
   높은 온도의 납땜 성을 가지고 있습니다.
   비용이 높지만 거의 대부분의 다양한 기판에 적용이 가능하며, 고성능의 PCB 기판에 사용이 좋습니다

  <장 점>
    (1) 표면처리 방식이 쉬우며, 무연으로 RoHS를 만족합니다.
    (2) 리플로우 사이클에 적합하며, Sn-Ag-Cu 솔더와 호환성이 좋습니다.
    (3) 수명이 길어 보관하기에 좋으며, 다양한 패키지 및 고성능의 PCB에 사용할 수 있습니다.

  <단 점>
    (1) ENIG보다 블랙패드가 자주 발생 합니다.
    (2) 금액이 비쌉니다.
    (3) 높은 납땜 온도를 사용해야 되며, solder가 패드에 잘 안 묻을 수 있습니다.

7. Immersion tin(ImSn)
   석 도금 및 주석 도금이라고 불리며, PCB 구리에 얇게 도금 합니다. 평평한 표면 처리로 미세 한 작업 BGA등에 좋으며 SMT 작업시
  에도 좋습니다.

  <장 점>
    (1) 비용 효율 성이 높습니다.
    (2) 무연이며, 평평한 표면으로 신뢰성이 높습니다.
    (3) 여러 번의 재 작업에도 높은 납땜성을 유지합니다.

  <단 점>
    (1) 쉽게 부식되기에 유통기한 짧습니다.
    (2) 전기 테스트를 위한 특수 장비가 필요하는 등 공정에 난이도가 있습니다.

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