회로 기판의 부식을 청소하는 방법

복잡한 전자제품 세계에서 인쇄 회로 기판(PCB)은 우리가 매일 사용하는 수많은 기기의 중추 역할을 합니다. 전도성 경로와 구성 요소로 이루어진 이 복잡한 네트워크는 엔지니어링의 경이로움이지만 부식이라는 끈질긴 적과 마주하고 있습니다. PCB의 금속 부품이 점진적으로 성능이 저하되면 기기의 오작동, 성능 저하, 궁극적으로는 고장으로 이어질 수 있습니다. 전자 기기에 대한 의존도가 계속 증가함에 따라 회로 기판의 부식을 효과적으로 청소하고 방지하는 방법을 이해하는 것이 점점 더 중요해지고 있습니다.

PCB의 부식은 단순한 외관상의 문제가 아니라 전자 기기의 기능과 수명에 심각한 위협이 됩니다. 스마트폰부터 산업용 제어 시스템에 이르기까지 부식의 영향은 광범위하고 비용이 많이 들 수 있습니다. 이 글에서는 PCB 부식의 원인과 유형, 그리고 가장 중요한 부식에 효과적으로 대처하는 방법을 살펴보고, 부식의 복잡성에 대해 자세히 알아봅니다. 부식의 과학적 배경, 영향을 받은 보드를 청소하는 도구와 기술, 향후 손상을 방지하기 위한 전략에 대해 살펴봅니다.

PCB 부식이란?

PCB 부식은 인쇄 회로 기판의 금속 부품이 주변 환경과 반응할 때 발생하는 복잡한 전기 화학적 과정으로, 전도 경로의 성능 저하와 전자 기기의 잠재적 고장으로 이어집니다. 부식의 핵심은 전해질(일반적으로 물이나 공기 중의 수분)이 있는 상태에서 금속 원자가 산소 분자에 전자를 잃는 화학 반응인 산화의 결과입니다.

PCB의 부식 과정은 거의 눈에 띄지 않게 시작되어 특정 조건에서 빠르게 진행될 수 있기 때문에 특히 교묘합니다. 산소가 회로 기판의 금속 표면과 결합하면 일반적으로 녹으로 알려진 금속 산화물이 생성됩니다. 이 산화 과정은 금속을 벗겨내어 기판의 기능에 중요한 전도성 흔적과 납땜 조인트의 무결성을 손상시킵니다.

PCB 부식의 가장 중요한 영향 중 하나는 전기 전도도의 손실입니다. 부식이 진행됨에 따라 영향을 받는 트레이스의 저항이 증가하여 신호 전파 속도가 느려지고 작동 속도가 저하됩니다. 심한 경우 부식으로 인해 전도성 경로가 완전히 단절되어 회로가 개방되고 기기가 고장날 수 있습니다. 또한 부식 생성물이 축적되면 인접한 트레이스를 연결하여 단락을 일으키고 보드 또는 연결된 구성 요소에 추가 손상을 일으킬 수 있습니다.

PCB 제조에 사용되는 모든 금속이 똑같이 부식에 취약한 것은 아니라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 금과 은과 같은 귀금속은 부식에 대한 저항성이 높기 때문에 중요한 연결부나 보호 도금으로 자주 사용됩니다. PCB 트레이스의 가장 일반적인 재료인 구리는 정상적인 조건에서는 비교적 부식에 강하지만 열악한 환경이나 특정 오염 물질에 노출될 경우 성능이 급격히 저하될 수 있습니다. 솔더 조인트의 납이나 도금의 니켈과 같이 PCB에서 흔히 볼 수 있는 다른 금속은 다양한 수준의 내식성을 가지고 있습니다.

부식이 전자 기기에 미치는 영향은 심각할 수 있습니다. 부식이 진행됨에 따라 기기는 간헐적인 고장, 성능 저하 또는 완전한 오작동을 경험할 수 있습니다. 의료 기기나 항공우주 전자기기와 같이 민감한 애플리케이션에서는 사소한 부식도 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. PCB 부식의 재정적 영향도 상당하여 업계에서는 부식 예방 및 해결을 위해 매년 수십억 달러를 지출하고 있습니다.

PCB 부식을 이해하려면 보드 제작에 사용된 재료, 환경 조건, 오염 물질의 존재 등 다양한 요인을 고려해야 합니다. 습도, 온도 변동, 부식성 물질에 대한 노출은 모두 부식 과정을 가속화할 수 있습니다. 또한 불완전한 솔더 마스크 커버리지 또는 잔류 플럭스와 같은 제조 결함으로 인해 PCB가 부식에 더 취약해지는 취약점이 발생할 수 있습니다.

PCB 부식의 유형

PCB 부식은 다양한 형태로 나타나며, 각각 고유한 특성과 과제를 안고 있습니다:

대기 부식

대기 부식은 금속 부품이 공기 중의 수분과 산소에 노출될 때 발생하는 가장 일반적인 형태의 PCB 성능 저하입니다. 이러한 유형의 부식은 특히 PCB 설계에서 흔히 볼 수 있는 구리 흔적에 문제가 됩니다. 이 과정은 금속 표면에 전해질 역할을 하는 얇은 수분 막이 형성되는 것으로 시작됩니다. 그런 다음 산소가 이 막을 통해 확산되어 금속과 반응하여 산화물을 형성합니다.

구리의 경우, 초기 부식 생성물은 종종 적갈색 층으로 나타나는 구리(I) 산화물(Cu2O)입니다. 시간이 지나면 검은색인 구리(II) 산화물(CuO)로 더 산화될 수 있습니다. 이러한 산화물 층은 추가 부식을 어느 정도 방지할 수 있지만 전기 저항을 증가시키고 연결 문제를 일으킬 수 있습니다.

대기 부식은 높은 습도, 온도 변동, 공기 중 오염 물질의 존재와 같은 환경적 요인에 의해 악화됩니다. 예를 들어 해안 지역에서는 공기 중 염분 함량이 부식 속도를 크게 가속화할 수 있습니다. 이산화황이나 기타 부식성 가스가 많은 산업 환경도 PCB에 심각한 위험을 초래합니다.

갈바닉 부식

갈바닉 부식은 전해질이 있는 상태에서 서로 다른 두 금속이 전기적으로 접촉할 때 발생합니다. 이러한 유형의 부식은 보드에 전원이 공급되지 않을 때에도 발생할 수 있기 때문에 PCB 설계에서 특히 교묘합니다. 금속 간의 전기 화학적 전위의 차이로 인해 갈바닉 셀이 생성되고, 더 활동적인 금속(양극)이 더 귀한 금속(음극)을 보호하기 위해 우선적으로 부식됩니다.

PCB에서 갈바닉 부식의 일반적인 예는 금도금 커넥터와 기본 구리 또는 니켈 기판 사이의 상호 작용입니다. 금도금이 얇거나 손상되어 기본 금속이 노출되면 습기가 있는 경우 부식이 빠르게 발생할 수 있습니다. 이는 연결의 무결성을 손상시킬 뿐만 아니라 전기 접촉을 방해하는 비전도성 부식 생성물을 형성할 수 있습니다.

전해 부식

전기 화학적 이동이라고도 하는 전해 부식은 전해질이 있는 상태에서 인접한 도체 사이에 전기장이 존재할 때 발생하는 부식의 한 형태입니다. 이러한 유형의 부식은 트레이스 간격이 밀집된 고밀도 PCB 설계에서 특히 문제가 됩니다.

이 과정은 양극(양전하를 띤 도체)에서 금속 이온이 용해되는 것으로 시작됩니다. 그런 다음 이 이온은 전해질을 통해 음극(음전하를 띤 도체)으로 이동합니다. 이동하면서 음극에서 양극을 향해 성장하는 나무와 같은 구조인 전도성 수상 돌기를 형성할 수 있습니다. 이러한 수상 돌기가 도체 사이의 간격을 메우면 단락과 장치 고장을 일으킬 수 있습니다.

전해 부식은 종종 플럭스 잔류물이나 습기의 전도도를 높이는 기타 이온 종과 같은 PCB 표면의 오염으로 인해 악화됩니다. 전해 부식은 습기에 노출된 후 몇 시간 내에 빠르게 발생할 수 있으므로 신뢰성이 높은 애플리케이션에서 중요한 문제입니다.

프레팅 부식

프레팅 부식은 약간의 상대적인 움직임을 받는 두 접촉 표면의 인터페이스에서 발생하는 독특한 형태의 성능 저하입니다. PCB에서 이러한 유형의 부식은 커넥터, 특히 진동이나 열 순환을 경험하는 커넥터에서 흔히 볼 수 있습니다.

이 과정은 금속 표면의 보호 산화물 층이 기계적으로 마모되는 것으로 시작됩니다. 이렇게 하면 새 금속이 노출되어 빠르게 산화됩니다. 생성된 산화물 입자는 마모성이 있어 추가적인 마모와 부식을 유발합니다. 시간이 지남에 따라 접촉 저항이 증가하거나 간헐적으로 연결이 끊기거나 전기 접점이 완전히 고장날 수 있습니다.

프레팅 부식은 자동차 또는 항공 우주 전자 장치와 같이 PCB가 진동에 노출되는 애플리케이션에서 특히 문제가 됩니다. 또한 재료의 팽창과 수축으로 인해 접촉 지점에서 약간의 움직임이 발생할 수 있으므로 열 순환이 빈번한 장치에서도 발생할 수 있습니다.

피트 부식

피팅 부식은 금속 표면에 작은 구멍이나 구덩이가 생기는 국부적인 부식 형태입니다. 이러한 유형의 부식은 주변에는 상대적으로 영향을 미치지 않으면서 금속 깊숙이 침투할 수 있어 육안으로 감지하기 어렵기 때문에 특히 위험합니다.

PCB의 경우, 보호 코팅(솔더 마스크 등)이 손상되었거나 오염 물질이 축적된 부위에서 피팅 부식이 발생하는 경우가 많습니다. 이는 많은 환경에서 흔히 볼 수 있는 염화물 이온의 존재로 인해 시작될 수 있습니다. 일단 구덩이가 형성되기 시작하면 구덩이가 양극 역할을 하고 주변 금속 표면이 음극 역할을 하는 자생적인 부식 셀을 만들 수 있습니다.

피팅 부식은 도체의 단면적 감소로 인해 PCB 트레이스 또는 패드의 빠른 고장으로 이어질 수 있습니다. 심한 경우 구리 층을 완전히 관통하여 개방 회로를 만들 수 있습니다.

PCB 부식의 원인

인쇄 회로 기판의 부식은 다양한 요인에 의해 영향을 받는 복잡한 현상입니다:

환경적 요인

습도는 많은 부식 반응이 일어나는 데 필요한 수분을 제공하기 때문에 가장 중요한 환경적 요인일 것입니다. 상대 습도가 60%를 초과하면 금속 표면에 얇은 물막이 형성되어 부식 과정을 촉진하는 전해질을 생성할 수 있습니다.

일반적으로 온도가 높을수록 부식 속도가 빨라지는 등 온도도 중요한 역할을 합니다. 하지만 높은 온도만이 위험을 초래하는 것이 아니라 온도 변동도 똑같이 문제가 될 수 있습니다. 따뜻하고 습한 공기가 차가운 표면과 접촉하면 열 순환으로 인해 응결이 발생하여 부식에 이상적인 조건이 조성될 수 있습니다. 또한 온도 변화는 PCB 구성에 사용되는 재료의 열팽창 속도가 다르기 때문에 기계적 스트레스를 유발하여 취약한 부분이 부식성 요소에 노출될 수 있습니다.

대기 중 오염 물질과 환경의 화학 물질은 부식을 상당히 악화시킬 수 있습니다. 예를 들어 산업 환경에는 수분과 반응하여 부식성이 강한 산을 형성할 수 있는 이산화황, 질소 산화물 또는 염소 화합물이 포함될 수 있습니다. 해안 지역은 공기 중에 염분이 존재하기 때문에 부식 속도가 급격히 빨라질 수 있는 독특한 문제를 안고 있습니다. 겉보기에 무해해 보이는 사무실 환경에서도 전자 장비에서 발생하는 오존과 청소 제품의 휘발성 유기 화합물은 시간이 지남에 따라 부식의 원인이 될 수 있습니다.

제조 및 설계 문제

생산 과정에서 품질 관리가 제대로 이루어지지 않으면 보드가 부식에 더 취약해지는 다양한 문제가 발생할 수 있습니다. 예를 들어 납땜 후 청소를 제대로 하지 않으면 보드에 플럭스 잔여물이 남을 수 있으며, 이는 습기를 끌어들여 시간이 지남에 따라 부식될 수 있습니다.

PCB 제작에 사용되는 재료의 선택은 매우 중요합니다. 구리는 전도성이 뛰어나고 내식성이 상대적으로 우수하여 흔적에 가장 많이 사용되는 소재이지만 특정 조건에서는 여전히 취약할 수 있습니다. 순도 및 입자 구조 등 사용되는 구리의 품질이 내식성에 영향을 미칠 수 있습니다. 마찬가지로 솔더 마스크 및 기타 보호 코팅의 선택은 부식성 환경을 견디는 보드의 능력에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

설계 결함도 부식 문제의 원인이 될 수 있습니다. 트레이스 사이의 간격이 부적절하면 전해 부식의 위험이 증가할 수 있으며, 트레이스 디자인의 날카로운 모서리는 부식에 더 취약한 응력 지점을 만들 수 있습니다. 또한 보드의 구성 요소 레이아웃은 습기나 오염 물질이 축적될 수 있는 영역을 만들어 국부 부식의 위험을 증가시킬 수 있습니다.

디바이스 사용 및 유지 관리

전자 기기의 사용 및 유지 관리 방식은 부식에 대한 취약성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 액체에 대한 노출은 소비자 가전제품에서 PCB 부식의 가장 흔한 원인 중 하나입니다. 액체 유출, 습도가 높은 환경 또는 급격한 온도 변화로 인한 응결로 인해 보드에 습기가 유입되어 부식이 시작될 수 있습니다.

PCB에 먼지와 이물질이 쌓이면 여러 가지 방식으로 부식이 악화될 수 있습니다. 먼지는 흡습성이 있어 공기 중의 수분을 흡수하여 보드 표면에 국부적으로 고습한 환경을 조성할 수 있습니다. 또한 일부 유형의 먼지는 전도성이 있거나 부식성 요소를 포함하고 있어 보드의 무결성을 더욱 손상시킬 수 있습니다.

정기적인 청소와 유지보수를 하지 않으면 부식이 방치될 수 있습니다. 산업 또는 열악한 환경에서는 부식 문제를 조기에 발견하고 예방하기 위해 PCB를 정기적으로 검사하고 청소하는 것이 매우 중요할 수 있습니다. 그러나 부적절한 세척 기술이나 부적절한 세척제를 사용하면 오염 물질이 유입되거나 보호 코팅이 손상되는 등 득보다 실이 많을 수 있다는 점에 유의해야 합니다.

구성 요소 장애

PCB의 개별 부품이 고장 나면 보드 전체에 영향을 미치는 부식 문제가 발생할 수 있습니다. 배터리 누액이 대표적인 예입니다. 배터리가 누출되면 부식성 전해질이 PCB에 방출되어 빠르고 심각한 부식을 일으킬 수 있습니다. 이는 배터리가 내장된 디바이스나 장기간 사용하지 않는 디바이스에서 특히 문제가 됩니다.

결함이 있는 커패시터도 부식 문제의 원인이 될 수 있습니다. 특히 전해 커패시터에는 커패시터가 손상되거나 수명이 다할 경우 누출될 수 있는 액체 전해액이 포함되어 있습니다. 이 전해액은 종종 부식성이 있어 주변 구성 요소와 흔적을 손상시킬 수 있습니다.

전기 화학적 요인

다양한 전압을 전달하는 전도성 트레이스 네트워크가 있는 PCB의 근본적인 특성으로 인해 전기 화학적 부식이 발생하기 쉬운 환경이 조성됩니다. 보드 표면에 습기나 기타 전해질이 존재하면 인접한 트레이스 간의 전압 차이가 부식 반응을 일으킬 수 있습니다. 이는 트레이스의 간격이 밀집된 고밀도 설계에서 특히 문제가 됩니다.

오염 물질이 존재하면 이러한 전기 화학적 과정이 악화될 수 있습니다. 플럭스 잔여물, 지문 또는 환경 오염 물질에서 비롯될 수 있는 이온 오염 물질은 보드에 존재하는 모든 수분의 전도도를 높입니다. 이렇게 높아진 전도도는 부식 반응을 가속화하고 트레이스 사이에 전도성 수상 돌기를 형성할 수 있습니다.

시간 및 누적 효과

부식은 시간이 지남에 따라 손상이 누적되는 점진적인 과정이라는 점을 인식하는 것이 중요합니다. 일부 형태의 부식은 극한 조건에서 빠르게 발생할 수 있지만, 대부분의 경우 부식의 영향은 부식 환경에 처음 노출된 후 수개월 또는 수년이 지나야 분명하게 드러날 수 있습니다.

이러한 부식 손상의 누적적 특성은 사전 예방 조치의 중요성을 강조합니다. 눈에 보이는 부식 징후가 나타날 때쯤이면 이미 미세한 수준에서 심각한 손상이 발생했을 수 있습니다. 부식의 이러한 시간 의존적 측면을 이해하는 것은 PCB에 대한 효과적인 장기 보호 전략을 개발하는 데 매우 중요합니다.

부식 청소를 위한 재료 및 도구

인쇄 회로 기판의 부식을 효과적으로 청소하려면 재료와 도구를 신중하게 선택해야 합니다. 세척제와 도구의 선택은 세척 공정의 성공과 PCB의 장기적인 상태에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

청소 솔루션

PCB 세척 공정의 초석은 세척 솔루션의 선택입니다. 부식 및 오염 물질의 유형에 따라 특정 세척제가 필요할 수 있습니다. 다음은 가장 일반적으로 사용되고 효과적인 세척 솔루션 중 일부입니다:

이소프로필 알코올(IPA)

특히 90% 이상의 농도의 이소프로필 알코올은 다용도로 널리 사용되는 PCB용 세척제입니다. 빠른 증발과 잔류물을 남기지 않는 특성으로 인해 가벼운 부식, 플럭스 잔류물 및 일반 오염 물질을 제거하는 데 이상적입니다. IPA는 많은 유기 화합물을 용해하는 데 효과적이며 보드 표면에 쌓인 오일과 그리스를 제거하는 데 도움이 될 수 있습니다. IPA를 사용할 때는 비교적 안전하지만 장시간 노출되면 피부 건조와 자극을 유발할 수 있다는 점에 유의하세요. 항상 통풍이 잘되는 곳에서 IPA를 사용하고 장갑과 보안경 등 적절한 개인 보호 장비를 착용하세요.

증류수 또는 탈이온수

이온과 미네랄이 없는 순수한 물은 많은 청소 공정에서 필수적인 요소입니다. 보드에 전도성 잔여물을 남길 수 있는 용존 미네랄이 포함된 수돗물과 달리 증류수나 탈이온수는 깨끗하게 증발합니다. 다른 세척제를 사용한 후 보드를 헹구거나 농축 세척액을 희석할 때 특히 유용합니다. 보드 표면에 잔류 이온이 남아 있으면 향후 부식의 원인이 되거나 보드의 전기적 특성에 영향을 미칠 수 있으므로 순수한 물을 사용하는 것이 중요합니다. PCB 청소에 물을 사용할 때는 새로운 오염 물질이 유입되지 않도록 항상 순도가 높은 물을 사용해야 합니다.

베이킹 소다

일반적으로 베이킹소다로 알려진 중탄산나트륨은 산성 부식 생성물을 중화시키는 데 효과적인 순한 연마제이자 알칼리성 물질입니다. 부드러운 연마 특성으로 인해 기본 금속이나 보드 기판을 손상시키지 않고 잘 지워지지 않는 부식을 제거하는 데 유용합니다. 베이킹소다를 청소에 사용하려면 일반적으로 소량의 물과 섞어 페이스트를 만듭니다. 이 페이스트를 부식된 부위에 바르고 부드러운 브러시로 부드럽게 문지르면 됩니다. 베이킹소다의 알칼리성 특성은 산성 부식 생성물을 중화시키는 데 도움이 되며, 부드러운 연마성은 부식을 기계적으로 제거하는 데 도움이 됩니다.

백 식초

주의해서 사용해야 하지만 백 식초(묽은 아세트산)는 특정 유형의 부식, 특히 알칼리성 화합물과 관련된 부식을 녹이는 데 효과적일 수 있습니다. 백식초의 산성 특성은 다른 세척 방법에 내성이 있는 부식 생성물을 분해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 하지만 식초는 전문가의 지침에 따라 신중하게 사용하는 것이 중요합니다. 식초의 산성은 올바르게 사용하지 않거나 사용 후 완전히 헹구고 중화하지 않으면 추가 부식을 일으킬 수 있습니다. 식초는 항상 증류수로 희석하고 노출 시간을 제한하여 위험을 최소화하세요.

청소 도구

세척 솔루션을 효과적이고 안전하게 적용하려면 올바른 도구가 필수적입니다. 다음은 PCB 부식 세척에 사용되는 몇 가지 주요 도구입니다:

부드러운 모 브러쉬

부식 생성물을 제거하고 영향을 받은 부위에 세정액을 작업하려면 부드럽게 솔질해야 하는 경우가 많습니다. 오래된 칫솔이나 특수 ESD 안전 PCB 청소용 브러시와 같은 부드러운 브러시가 이러한 용도로 이상적입니다. 부드러운 모는 보드 표면의 긁힘이나 섬세한 부품의 손상을 방지하는 데 도움이 됩니다. 브러시를 선택할 때는 보드에 있는 구성 요소의 밀도와 배열을 고려하세요. 밀집된 표면 실장 부품 주변에서 작업할 때는 더 작고 정밀한 브러시가 필요할 수 있습니다.

면봉

면봉은 세정액을 정밀하게 도포하고 부품 사이의 좁은 공간에서 청소할 때 매우 유용합니다. 면봉을 사용하면 좁은 구역을 집중적으로 청소할 수 있고 사용 후 쉽게 폐기할 수 있어 교차 오염을 방지할 수 있습니다. 면봉을 사용할 때는 느슨한 섬유가 떨어져 나와 보드에 남아있을 수 있으니 주의하세요. 항상 청소한 부위를 주의 깊게 검사하고 압축 공기를 사용해 잔여 섬유를 제거하세요.

보풀이 없는 천 또는 극세사 타월

PCB의 최종 청소 및 건조에는 보풀이 없는 천이나 극세사 타월이 필수적입니다. 이러한 재료는 보드 기능을 방해할 수 있는 섬유나 입자를 남기지 않고 효과적으로 청소하도록 설계되었습니다. 극세사 타월은 작은 입자를 가두고 액체를 효율적으로 흡수하는 능력이 있어 특히 효과적입니다. 항상 깨끗한 천을 사용하여 보드 표면에 오염 물질이 다시 묻지 않도록 하세요.

압축 공기

압축 공기 캔은 보드의 이물질과 먼지를 제거하고 작은 부분을 건조시키는 데 매우 중요합니다. 특히 기계 청소 후 부식 입자를 제거하고 틈새나 부품 아래에 습기가 남지 않도록 하는 데 유용합니다. 압축 공기를 사용할 때는 항상 캔을 똑바로 세우고 짧게 분사하여 추진 액체가 보드에 떨어지지 않도록 주의하세요. 고압 공기 흐름으로 인한 손상을 방지하기 위해 보드 표면에서 안전한 거리를 유지하세요.

추가 장비

안전하고 효과적인 청소를 위해서는 몇 가지 추가 장비가 필요합니다:

• 보호 장갑: 니트릴 또는 라텍스 장갑은 청소용 화학물질로부터 피부를 보호하고 피부의 기름과 염분이 PCB 표면을 오염시키는 것을 방지합니다. 보드에 잔여물이 남지 않도록 파우더가 없는 장갑을 선택하세요.
• 보안경: 세척 용액으로 작업할 때나 입자가 공기 중으로 날아갈 수 있는 압축 공기를 사용할 때는 눈을 보호하는 것이 중요합니다.
• 통풍이 잘되는 작업 공간: 이소프로필 알코올과 같은 휘발성 세정제를 사용할 때는 적절한 환기가 필수입니다. 환기가 잘 되는 공간은 연기를 없애고 유해한 증기를 흡입할 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.
• ESD 안전 작업대: 정전기 방지 매트나 작업 표면은 청소 과정에서 민감한 전자 부품을 손상시킬 수 있는 정전기 방전을 방지하는 데 도움이 됩니다.
• 돋보기 또는 현미경: 보드의 작은 부분을 검사하고 꼼꼼하게 청소하려면 돋보기나 디지털 현미경이 유용할 수 있습니다.
• pH 테스트 스트립: 산성 또는 알칼리성 세정액을 사용하는 경우, pH 테스트 스트립을 사용하면 청소 후 보드가 적절하게 중화되었는지 확인할 수 있습니다.

부식 청소 방법

인쇄 회로 기판의 부식을 청소하려면 체계적인 접근 방식과 신중한 실행이 필요합니다. 청소 방법의 선택은 부식의 정도와 유형, 보드에 존재하는 특정 구성 요소와 재료에 따라 달라집니다. 이 섹션에서는 가벼운 오염에 적합한 부드러운 방법부터 심각한 부식에 대한 보다 공격적인 접근 방식에 이르기까지 PCB 부식을 청소하는 다양한 기술을 살펴봅니다.

준비

청소 과정을 시작하기 전에 안전과 효과를 보장하기 위해 적절한 준비가 중요합니다. 먼저 디바이스의 전원을 끄고 전원 플러그를 뽑아 디바이스의 전원이 완전히 꺼져 있는지 확인합니다. 청소하는 동안 합선을 방지하기 위해 배터리를 제거하고 다른 전원 공급 장치를 모두 분리하세요. 나중에 올바르게 재조립할 수 있도록 장치를 조심스럽게 분해하여 해당 PCB에 접근하고, 조립 과정을 기록해 두세요. 밝은 조명 아래에서 돋보기나 현미경을 사용하여 기판을 꼼꼼히 육안으로 검사하여 부식된 부분을 확인합니다. 청소 후 비교 및 향후 참조를 위해 청소 전 보드의 상태를 문서화하세요. 마지막으로 통풍이 잘 되는 공간에 청소 공간을 마련하고 필요한 모든 도구와 재료를 배치하고 적절한 조명과 확대경을 사용할 수 있는지 확인합니다.

압축 공기 청소

가벼운 먼지와 경미한 오염의 경우 압축 공기가 효과적인 첫 번째 단계가 될 수 있습니다. 액체 추진제가 빠져나가지 않도록 압축 공기 캔을 똑바로 세우고, 노즐을 보드 표면에서 몇 인치 떨어진 곳에 두고 짧고 조절된 공기 분사를 사용하세요. 먼지가 쌓일 수 있는 부품 사이와 틈새에 특히 주의를 기울여 전반적으로 체계적으로 작업하여 모든 영역이 해결되도록 합니다. 이 방법은 느슨한 이물질을 제거하는 데 특히 유용하며 더 집중적인 청소가 필요할 수 있는 부분을 드러내는 데 도움이 될 수 있습니다. 하지만 압축 공기만으로는 실제 부식 생성물을 제거하기에 충분하지 않다는 점에 유의해야 합니다.

이소프로필 알코올 세척

경미하거나 중간 정도의 부식 및 일반 청소에는 이소프로필 알코올이 효과적입니다. 깨끗한 용기에 소량의 고순도(90% 이상) 이소프로필 알코올을 붓습니다. 부드러운 솔이나 면봉을 알코올에 적셔 축축하지만 떨어지지 않도록 한 다음 부식된 부위를 원을 그리며 부드럽게 문질러 닦아냅니다. 과도한 압력을 가하면 부품이 손상되거나 흔적이 남을 수 있으니 주의하세요. 잘 지워지지 않는 부위의 경우 알코올이 부식 부위에 잠시 머물도록 두었다가 문지릅니다. 오염물질이 다시 쌓이지 않도록 필요에 따라 새 면봉이나 브러시를 사용하세요. 청소 후에는 압축 공기를 사용하여 이물질을 제거하고 건조를 돕고, 깨끗하고 먼지가 없는 환경에서 보드를 완전히 자연 건조시킵니다. 일반적으로 주변 환경에 따라 15~30분 정도 걸립니다. 이소프로필 알코올은 여러 종류의 오염 물질과 가벼운 부식을 제거하는 데 효과적이지만 부식이 심한 경우에는 추가 방법이 필요할 수 있습니다.

베이킹 소다 페이스트 청소

중등도에서 심한 부식의 경우, 특히 산성 부식 제품을 다룰 때는 베이킹소다 페이스트가 유용합니다. 작고 깨끗한 용기에 베이킹소다와 소량의 증류수를 섞어 치약과 비슷한 농도의 걸쭉한 페이스트를 만듭니다. 면봉이나 부드러운 브러시를 사용하여 부식된 부위에 페이스트를 바르고 페이스트가 부식을 완전히 덮을 수 있도록 합니다. 산성 부식 생성물을 중화하기 위해 15~20분 동안 페이스트를 해당 부위에 그대로 둡니다. 부드러운 솔을 사용하여 인내심을 갖고 꼼꼼하게, 그러나 과도한 압력은 피하면서 작은 원을 그리며 부식된 부위에 페이스트를 부드럽게 발라줍니다. 깨끗한 면봉이나 부드러운 브러시를 사용하여 증류수로 해당 부위를 완전히 헹구어 페이스트를 모두 제거합니다. 압축 공기를 사용하여 구성 요소 아래쪽과 그 사이를 특히 주의하면서 과도한 물기를 날려 보내고 보드가 완전히 마를 때까지 기다립니다. 보풀이 없는 천으로 접근 가능한 부분을 두드려서 말린 다음 최소 1시간 동안 자연 건조시킬 수 있습니다. 이 방법은 산성 부식 생성물을 중화 및 제거하는 데 특히 효과적이며, 베이킹소다의 순한 연마성 덕분에 기본 금속을 손상시키지 않고 부식을 기계적으로 제거하는 데 도움이 됩니다.

식초 세척(주의해서 사용)

특정 유형의 부식, 특히 알칼리성 화합물과 관련된 부식의 경우 식초가 효과적일 수 있습니다. 깨끗한 용기에 백 식초와 증류수를 같은 비율로 섞어 주세요. 면봉을 사용하여 희석한 식초 용액을 부식된 부위에 직접 바르되, 산성 용액이 영향을 받지 않은 부위에 퍼지지 않도록 매우 세심하게 바르세요. 식초의 산성은 너무 오래 방치하면 추가 부식을 일으킬 수 있으므로 1~2분 이상 방치하지 마세요. 부드러운 솔이나 면봉으로 해당 부위를 부드럽게 문지르고 즉시 증류수로 깨끗이 헹구어 식초의 흔적을 모두 제거합니다. 베이킹소다 페이스트(이전 방법에서 설명한 대로)를 발라 남은 산성 성분을 중화시키고 증류수로 다시 헹구고 완전히 말리세요. 식초의 산성은 특정 부식 제품에는 효과적이지만 올바르게 사용하지 않을 경우 손상을 일으킬 수 있으므로 이 방법은 전문가의 안내에 따라 특정 유형의 부식에만 사용해야 합니다.

청소 후 단계

청소가 완료된 후에는 배율을 사용하여 청소한 부위에 남아 있는 부식 흔적이나 청소 과정에서 생긴 잔여물이 있는지 꼼꼼히 검사합니다. 압축 공기를 사용하여 청소하는 동안 떨어져 나왔을 수 있는 이물질을 제거하고 깨끗하고 먼지가 없는 환경에서 보드를 완전히 말리세요. 중요한 애플리케이션의 경우 저온 오븐(약 50°C/122°F)을 사용하여 모든 수분을 제거하되, 보드 구성 요소의 최대 온도 등급을 초과하지 않도록 하세요. 특히 보드가 열악한 환경에 노출될 경우, 향후 부식을 방지하기 위해 컨포멀 코팅 또는 기타 보호 조치를 취하는 것이 좋습니다. 마지막으로 장치를 조심스럽게 재조립하고 철저한 기능 테스트를 수행하여 모든 시스템이 올바르게 작동하는지 확인합니다.

안전 주의사항 및 경고

특히 휘발성 세제를 사용할 때는 항상 통풍이 잘 되는 곳에서 작업하고, 장갑과 보안경 등 적절한 개인 보호 장비를 착용하며, 민감한 부품을 다룰 때는 정전기에 주의하고 ESD 안전 작업대와 접지 끈을 사용하고, 전문가가 특별히 지시하지 않는 한 청소용 화학물질을 혼합하지 않으며, 특정 청소 방법에 대해 잘 모르거나 심각한 부식이 발생한 경우 전문 전자제품 수리 서비스와 상담하세요.

PCB 부식 방지

인쇄 회로 기판의 부식을 방지하는 것은 설계 단계부터 시작하여 제조, 보관 및 기기의 작동 수명 내내 지속되는 다각적인 접근 방식입니다:

설계 및 제조 고려 사항

내식성의 기초는 PCB 생산의 설계 및 제조 단계에서 마련됩니다. 재료 선택은 매우 중요하므로 가능하면 부식 방지 재료를 선택해야 합니다. 예를 들어, 구리가 PCB 트레이스의 표준이지만 중요한 연결부나 열악한 환경에서는 금도금을 사용하는 것이 좋습니다. 솔더 마스크 및 기타 보호 코팅의 선택도 부식 방지에 중요한 역할을 합니다. 컨포멀 코팅을 적용하는 것은 부식을 유발하는 환경 요인으로부터 PCB를 보호하는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. 이 얇은 보호 층은 아크릴, 실리콘 또는 우레탄과 같은 다양한 재료로 만들 수 있으며, 각각 다른 수준의 보호와 유연성을 제공합니다. 컨포멀 코팅을 선택할 때는 작업 환경, 온도 범위, 재작업의 필요성 등의 요소를 고려해야 합니다. 트레이스 디자인에 날카로운 모서리를 피하고, 눈물 방울 패드를 사용하여 접착력을 높이고, 전해 부식을 방지하기 위해 트레이스 사이에 적절한 간격을 확보하는 등 습기 축적을 최소화하는 설계 기능을 구현합니다. 플럭스 잔류물 및 기타 오염 물질을 제거하기 위한 철저한 세척, 솔더 마스크 및 컨포멀 코팅의 적절한 경화, 부식 취약성을 유발할 수 있는 결함 검사 등 PCB 제조 시 엄격한 품질 관리 조치를 시행합니다.

환경 제어

PCB가 작동하는 환경을 제어하는 것은 부식을 방지하는 데 매우 중요합니다. PCB를 보관하거나 작동하는 공간의 상대 습도를 60% 미만으로 유지하고 습도가 높은 환경에서는 건조제나 제습기 사용을 고려합니다. 응축을 유발할 수 있는 온도 변화를 최소화하고, 온도 순환이 불가피한 경우 적절한 밀봉 및 습기 보호 조치를 취합니다. 산업 또는 오염된 환경에서는 공기 여과 시스템을 구현하여 부식성 가스 및 미립자에 대한 노출을 줄이세요. 운영 환경에 적합한 밀폐형 또는 통풍이 잘되는 인클로저를 사용하고, 실외 또는 열악한 환경에서는 먼지와 습기 유입으로부터 보호할 수 있도록 IP 등급 인클로저를 고려하세요.

올바른 취급 및 보관

PCB의 무결성을 유지하려면 올바른 취급 및 보관 관행이 필수적입니다. 보호 코팅을 손상시키고 보드가 부식되기 쉬운 정전기 방전을 방지하기 위해 정전기 방지 백이나 용기를 사용하여 PCB를 보관 및 운송합니다. 피부의 기름과 오염 물질이 보드 표면으로 옮겨지지 않도록 항상 가장자리로 PCB를 다루고, 특히 클린룸 환경에서는 필요한 경우 장갑을 사용하세요. 특히 습기에 민감한 구성 요소가 있는 기판의 경우 장기 보관을 위해 건조제가 포함된 습기 차단 백을 사용하여 온도가 안정된 서늘하고 건조한 환경에 PCB를 보관합니다. 선입선출(FIFO) 재고 시스템을 구현하여 오래된 기판이 새 기판보다 먼저 사용되도록 하여 장기간 보관 시 부식 위험을 줄이세요.

정기 유지보수

사전 예방적 유지보수를 통해 부식 문제를 조기에 발견하고 진행을 방지할 수 있습니다. 특히 중요한 애플리케이션이나 열악한 환경에서 변색, 흰색 또는 녹색 침전물, 금속 표면의 외관 변화 등의 징후가 있는지 정기적으로 PCB를 육안으로 검사하는 일정을 실행하세요. 압축 공기 또는 부드러운 솔질을 사용하여 정기적으로 먼지와 이물질을 제거하고 먼지가 많은 환경에서는 더 자주 청소합니다. 부식 문제를 나타낼 수 있는 성능 저하를 감지하기 위해 주기적으로 기능 테스트를 실시합니다. 검사, 청소 및 보드 상태의 관찰된 변화에 대한 자세한 기록을 유지하여 패턴이나 반복되는 문제를 식별하는 데 도움이 되도록 하세요.

습기 보호

PCB를 습기로부터 보호하는 것은 부식을 방지하는 데 매우 중요합니다. 액체에 노출될 수 있는 환경에서는 방수 또는 방수 인클로저를 사용하여 케이블이나 환기를 위한 모든 구멍을 적절히 밀봉합니다. 케이블 인입구 또는 민감한 구성 요소 주변과 같이 취약한 부분에는 실리콘 실란트 또는 포팅 컴파운드를 바르세요. 결로 방지를 위해 적절한 환기를 실시하며, 액체 유입을 방지하면서 공기 교환이 가능한 고어텍스 통풍구를 사용할 수 있습니다. 중요한 애플리케이션에는 작업자에게 잠재적으로 위험한 습도 수준이나 물의 침투를 알려주는 습도 센서를 설치하는 것이 좋습니다. 특히 가끔 물에 노출되는 것이 불가피한 환경에서는 PCB와 부품에 소수성 코팅을 적용하여 물을 차단하고 습기 축적을 방지합니다.

구성 요소 선택

부품의 선택은 PCB의 부식 저항성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 평판이 좋은 제조업체의 고품질 부식 방지 부품을 사용하면 초기 비용이 증가할 수 있지만 장치 수명 기간 동안 부식 관련 고장의 위험을 크게 줄일 수 있습니다. 견고한 케이스와 누출 방지 설계가 적용된 배터리를 선택하고, 장기간 보관할 수 있는 디바이스에는 알카라인 배터리보다 누출 가능성이 적은 리튬 배터리를 사용하는 것이 좋습니다. 특히 회로의 중요하거나 민감한 부분에는 가능한 경우 밀봉 또는 캡슐화된 부품을 사용하여 환경 요인에 대한 추가적인 보호 계층을 제공하세요. 금의 부식에 대한 저항성은 시간이 지나도 안정적인 전기 접촉을 유지하는 데 도움이 되므로 특히 자주 결합 및 분리되는 애플리케이션의 경우 중요한 연결에는 금도금 접점이 있는 커넥터를 선택합니다. 과도한 열은 부식 과정을 가속화하고 보호 코팅을 저하시킬 수 있으므로 적절한 열 특성을 가진 구성 요소를 선택하고 효과적인 방열 전략을 구현하세요.

근본 원인 해결

PCB 부식을 효과적으로 방지하려면 증상만 치료하는 것이 아니라 근본 원인을 해결하는 것이 중요합니다. PCB의 작동 환경을 철저히 분석하여 부식제, 습도 또는 온도 변동의 잠재적 원인을 파악하세요. 부식이 발생하면 상세한 고장 분석을 수행하여 근본적인 원인을 파악하고 이 정보를 사용하여 향후 설계 및 예방 전략을 개선합니다. 호환되지 않는 재료는 예기치 않은 화학 반응과 부식 가속화를 초래할 수 있으므로 PCB 어셈블리에 사용되는 모든 재료가 서로 호환되고 예상되는 작동 환경과 호환되는지 확인합니다. 부식을 유발할 수 있는 오염 물질이나 결함의 유입을 최소화하기 위해 제조 및 조립 공정을 지속적으로 개선합니다.

조기 탐지 전략

부식을 초기에 파악하면 사소한 문제가 큰 고장으로 이어지는 것을 방지할 수 있습니다. 습기나 부식제에 노출되면 색이 변하는 시각적 표시기를 PCB에 통합하여 잠재적인 부식 문제를 조기에 경고할 수 있습니다. 부식의 시작을 나타낼 수 있는 저항이나 전도도의 변화를 감지할 수 있는 회로를 구현하여 원격 또는 접근이 어려운 설치에 특히 유용합니다. 부식 관련 성능 저하를 나타낼 수 있는 미묘한 성능 변화를 감지할 수 있는 정기적인 전기 및 기능 테스트 요법을 개발하고 구현합니다.

예방의 장기적 이점

종합적인 부식 방지 전략에 투자하면 장기적으로 상당한 이점을 얻을 수 있습니다. 부식을 방지하면 전자 기기가 훨씬 더 오랜 기간 안정적으로 작동하여 교체 비용과 전자 폐기물을 줄일 수 있습니다. 부식이 없는 PCB는 설계된 전기적 특성을 유지하여 시간이 지나도 일관된 성능을 보장합니다. 효과적인 예방은 비용이 많이 드는 수리 및 교체 필요성을 줄여 전자 기기의 총소유비용을 낮춥니다. 의료 기기나 항공 우주 시스템과 같은 중요한 애플리케이션에서는 최고 수준의 신뢰성과 안전성을 유지하기 위해 부식 방지가 필수적입니다. 제조업체의 경우 부식 방지 제품을 생산하면 브랜드 평판과 고객 만족도를 크게 높일 수 있습니다.