납땜

[sukgansu]

1. 설명[편집]

전자·전기공학에서 부품을 기판용접용접

2. 사용하는 물질[편집]

납땜에 사용되는 땜납은 주석 성분이 더 많이 혼합된 합금으로, 주석과 납을 섞어 녹는점을 낮춘 것이다. 주석과 납을 섞은 땜납은 183도, 납 없이 주석이 주재료인 무연납의 경우는 218도쯤에서 녹으며, 납의 녹는점은 300도가 넘는다. 또한, 이 땜납은 녹인다고 해서 그냥 철썩 하고 달라붙지 않아 송진과 같은 끈적한 물질을 섞는데, 이것이 '플럭스(flux)'다. 인두 좀 만진다는 사람들을 관찰하면, 한두 개쯤 있는 깡통에 든 구두약 같은 것을 인두로 슬쩍슬쩍 문지르고 스폰지 같은 데 닦고 하는 것을 볼 수 있다. 이때 이 구두약 같은 것이 플럭스. 또한 액체 플럭스도 존재한다. 캔에 들어 있는 고체 플럭스의 경우 자칫 손가락으로 찍기라도 해서 손톱 밑에 들어가면 전용 세척제로도 잘 씻겨나가지 않기 때문에 끔찍한 경험을 하게 되므로 주의해야 한다. 몸에 좋지 않으니 조심하자.

무연납(Pb-free Solder)이라고 납이 거의 없는 경우도 있다.[4]

일반 납은 주석이 60% 정도에 납이 40% 정도 쓰이며, 무연납은 주석이 97% 정도에 구리와 은을 약간씩 섞는 게 일반적인 구성이다. 은과 구리가 들어가기때문에 일반 땜납에 비해 가격이 두배쯤 비싸고, 주석이 대부분이라 납이 섞인 일반납에 비해 신뢰성이 낮아졌다. 일례로, 일본산 소니[5]근데 500g에 33000이잖아? 안될거야 아마

납 중에서 알미트 납(Almit)은 납땜 작업으로는 절대로 납이 늘어붙지 않는 재질인 알루미늄, 스테인리스 스틸과 같은 금속류마저도 납땜이 가능하다. KR-19알미트와 KR-19RA 알미트 두 종류가 있다. KR-19RA 알미트가 KR-19알미트 납으로 알루미늄이나 스텐레스 스틸을 땜질하는것보더 더 쉽게 달라붙는다. 하지만 알미트납은 인두의 생명과도 같은 팁 부분의 수명을 급격하게 단축시키므로 적어도 고급형 실습용 인두기(최소 이삼만원짜리) 를 사용해 작업하기 바란다.

실납 제조업체 가운데 싱가폴 케스터(Kester)[6]와 미국 알파메탈(Alpha Metals Inc.), 일본 센쥬금속(千住金属)이 세계적으로 유명하며, 국내 업체로는 희성소재가 유명하다. 그밖의 국산 제품도 일반 공작용으로는 괜찮은 수준. 중국제는 품질이 낮으니 피할 것을 권한다.

3. 공정[편집]

손으로 납땜하는 방법은 그냥 전기 인두기로 동판과 부품을 가열하고 땜납을 대서 적당히 녹인 후 인두[7]
납땜 실수시에는 납 흡입기 또는 솔더윅으로 납을 제거한다. 납 흡입기는 스프링을 이용해 녹은 납을 빨아들이는 방식이고, 솔더윅은 구리섬유를 통해 모세관 효과로 빨아들이는 소모품이다.
납 흡입기는 한번에 빠르고 강력한 제거효과를 가지긴 하나 잘못 사용하면 PCB의 동판이 떨어져나가는 수도 있고, 잔여물이 많이 남기도 한다. 솔더윅은 한번에 납을 제거하기가 힘든 반면, 깨끗하고, 안전하게 제거가 가능하다.

공고공고 전자과 학생들이 집에 늦게 들어오는 것도 이거 때문이기도 하다

SMD[8] 기판을 조립하는 공장에서는 포스터 칼라 깡통처럼 생긴 통에 크림 형태로 된 끈적한 땜납을 쓴다. 이른바 '크림 솔더'라 흔히들 부르는 것으로 땝납 가루와 플럭스를 섞은 것이다. 크림 솔더라는 단어처럼 말 그대로 생크림 같은 상태의 납이다. 공정은 대략 다음과 같다. 실크프린터를 이용해서 PCB 중 부품이 올라갈 패드 위에 크림 솔더를 바르고, 자삽 장비를 이용해 그 위에 부품을 올린다. 다음으로 오븐에 넣어서 전자동 제어를 통해 적절한*

예전에는 Wave Solder라고 퐁뒤 같은 냄비[9]공장용 Wave Soldering 기기 미니 사이즈

반도체구리나 알루미늄, 금

일부 CPU는 다이와 히트 스프레더를 인듐서멀 그리스CPU의 뚜껑을 열어버리는

3.1. 불량[편집]

사람이 하는 일이니만큼 완벽하지 않아 불량이 발생하며, 전자동 제어를 해도 발생확률을 0으로 만들진 못한다.

• 냉납GPUNVIDIA의 Geforce 8000번대 노트북용 GPU들이 소재 문제로 인해 여기 취약했다고 하며,[10] 이때뿐만이 아니라 좁은 내부 공간을 가진 게이밍 노트북

• 과열: 인두 같은 열원에 너무 오래 접촉해 소자가 열에 손상된 경우.

• 금속을 너무 적게 사용: 냉납과 마찬가지로 접촉불량.

• 다른 접점에 닿아서 합선

4. 안전 관련[편집]

납땜 중 발생하는 연기가 납 증기라는 오해가 많으나 실납을 녹일때 발생하는 대부분의 연기는 실납 안에 들어있는 플럭스가 증발하는 연기이다. 납의 물리 특성상 녹는 점이 327.5℃이고 융해된 납은 450℃~500℃ 이상이 되어야 용접이나 정련 시에 녹은 금속이 산소와 접촉하면서 발생하는 금속 산화물의 미립자인 퓸(fume)이 발생한다. 때문에 대한산업안전협회의 납 중독에 대한 안전대책에서도 납땜 작업은 중등도 납 노출의 가능성이 있는 작업(moderate risk operation)으로 분류되며 보호 장구를 착용하고 안전 수칙을 지킨 정상적인 작업 공정에서 납 중독의 발생이 거의 없는 것으로 분류된다. 다만 납 성분이 없다 해도 플럭스가 기회되어 발생하는 연기에는 몸에 해로운 다른 성분이 듬뿍 들어 있으니 반드시 환기가 잘 되는 곳과 마스크를 착용한 상태에서 납땜을 해야 한다. 특히 작업 공정 자체가 납 노출의 가능성이 적다는 것일 뿐이지 근로자들의 개인 위생 관리와 작업장의 정리정돈 및 작업 수칙의 준수 여부에 따라 실제 납 과다 노출로 인한 납중독의 가능성을 배제할 수 없다. 특히 미숙련자가 작업시 450℃ ~ 500℃ 이상으로 과열 되면 납 흄이 발생하면서 망했어요. 작업 시 환기 시설이 잘 된 곳에서 장갑과 마스크 등 보호장구를 착용하고 작업 후에는 반드시 손을 씻는걸 잊지 말아야 한다. 공업고등학교에서는 학생을 직장에 취직시킬 목적으로 납땜을 실시하는데, 여기서도 끝나면 항상 손을 씻으라고 강조한다. 학교에 따라서는 실습할 때 예산 부족, 즉 돈이 없다는 이유로 마스크 같은 보호장구는 지급하지도 않고 납땜을 실시하기도 하지만...

혹시라도 가정에서 납땜을 해야할 일이 생긴다면, 베란다에서 창문 다 열어놓고 신문지 깔아놓고 그 위에서 작업을 하는 것이 좋다. 어린 애들은 절대 절대 작업 중 베란다로 들어오지 못하게 해야한다.[11]공기청정기 필터수명이 뚝 떨어진다 작업 후에는 손과 얼굴을 깨끗이 씻고, 작업 중에 나온 부산물들과 깔고 작업한 신문지를 바로 바로 외부에 버리자.

생각보다 온도가 상당히 높이 올라간다. 실수로라도 손으로 인두기의 가열된 팁 부분을 건드리거나, 아무렇게나 방치된 달구어진 인두기에 살이 닿지 않도록 조심하자. 이러지 말자 살짝만 닿아도 화상을 입을 가능성이 높으니, 왠만하면 장갑을 끼고 작업을 하는 것이 좋다. 보통 낮은 온도가 기본 200도 정도, 특수 목적으로 사용하는 경우 400~450도까지 올라간다. 또한 발열 부분이 좁기 때문에 막상 발열부에 닿아서 화상을 입기 전까지는 이게 뜨겁게 달구어진 상태인지 아닌지 확인하기가 어렵다. 고로 인두기는 항상 달궈진 상태라고 가정하고 작업에 임해야 한다. 인두기로 장난치다 화상당하는 학생도 발생한다. 인두기의 온도가 높기 때문에 개념을 상실했을 때를 제외하면 납땜만 하면 평소 폭력적인 애들도 조용해진다 납땜용 도구 중에 인두 받침대라는 도구는 이렇게 뜨겁게 달구어진 상태의 위험한 인두기를 걸쳐놓아 고정시켜주는 도구이니 가급적 인두와 함께 구입하는 것을 추천. 요즘 대부분의 인두 받침대에는 인두 팁 클리너 기능을 할 수 있는 기능성 받침대가 많으므로 1석2조이다. 만약 뜨겁게 달구어진 납땜 인두에 화상을 입었을 경우 얼른 응급처치를 하는 것이 좋다. 생각보다 높은 온도로 인해 진물과 함께 예상보다 큰 고통을 수반할 수 있다. 손가락에만 살짝 데도 한 달간 피부과 진료받아야 할 정도 (실사례!).

일반적인 실습용 인두기는 온도가 낮아서 무연납 중에 금, 은, 구리와 같은 용점이 높은 금속이 포함된 납은 잘 녹지 않는다. 물론 금,은,구리가 포함된 무연납 중에서는 일반 30W 인두기의 온도로도 잘 녹도록 특수하게 제작된 것들도 있으나, 일반적으로는 잘 녹지 않는다. 인두기를 수십분가량 한참 꽂아두어 충분히 달구어주면 작업이 가능하긴 한데, 이 상태로 오랫동안 무연납을 일반 납땜 인두로 작업하게 된다면 인두 팁이 상하게 되고, 인두기의 히터(가열 장치)의 수명에도 극히 안 좋은 영향을 미치게 된다. 문구점에서 파는 몇천 원짜리 인두기라면 인두 팁이 아예 녹아서 사라져버리는 말도 안 되는 상황이 연출될 수도 있다.[12]