납땜의 정의, 목적과 장점

이번 글에서는 납땜의 정의, 그리고 그 목적과 장점을 알아보겠습니다.

 

 

납땜하는 모습

 

 

1. 납땜이란?

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납땜이란 땜납(solder)을 사용해서 때우는 것을 말합니다.(행위)
땜납은 납땜할 때 쓰는, 익히 아시는 그 뭉치를 말하는 것이며 그냥 편하게 납이라고도 합니다.(재료)

발음도 영 불편하고, 거기다 글자도 딱 두 글자인지라, 행위를 말할 때 땜납, 재료를 말할 때 납땜이라고 해버리는 실수가 왕왕 있습니다(거기에 '남땝'과 '땝남'의 콜라보를 더하면 그야말로 난장판이 됩니다. 껍던 씸).

 

저도 이 글을 쓰는 동안 몇 번을 다시 확인했고, 또 실제로 잘못 쓴 부분이 있어서 몇 번을 고쳤는지 모릅니다. 어쩌면 그러고도 아직 잘못 바꿔 쓴 부분이 남아 있을지도 모릅니다. 어쨌든... '땜납'과 '납땜', 이제 구분이 가능하시겠죠?

납땜은 영어로는 soldering, 즉 솔더링이라고 하는데요. (미국 발음은 또 다르다고 하네요. 거기서는 마치 salmon처럼 l을 묵음 처리해서 ‘소더링’내지 ‘사더링’이라고 발음한다고 합니다. 근데 또 일부 주는 아닌 곳도 있다 합니다…)

이는 용접의 일종이라고 할 수 있습니다. 익히 아시듯, 두 무언가를 붙이는(접합하는) 일이니까요. 그 용접이 주로 전기/전자기기에 쓰이는 것이라고 파악하시면 될 것 같습니다.

이때 접합하고자 하는 물질을 ‘모재’라고 하는데요.

이 모재보다도 녹는점이 더 낮은 물질을 녹인 상태에서, 모재가 견딜 수 있는 만큼의 열을 가하여 모재를 결합하는 것이 납땜입니다. 여기서 모재가 열을 견디는 것이 중요한데, 두 물질을 붙이겠다고 열을 가했는데 그 물질이 열을 못 견디고 녹아 버리면 망하잖아요 같은 재료를 또 써야겠죠. 그러니 모재가 어떤 물질이고, 어디까지 열을 견딜 수 있는지를 대강이라도 파악하고 있어야 합니다.

눈치가 빠르신 분들은 ‘모재보다도 녹는점이 낮은 물질’이라 함이 땜납을 말하는 것이란 걸 아셨을 겁니다. 이 땜납은 다음에 다루도록 하겠습니다.

 

 

2. 납땜의 목적 (장점)

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납땜을 하는 이유는 상기했다시피 용접과 비슷한 효과를 내기 위해서이죠. 근데 다른 방법도 있을 것인데 왜 납땜인가, 하면, 다 장점이 있습니다.

우선 첫 번째로, 납땜은 아시는 대로 금속을 접속시킵니다. 그리고 그 접속을 유지할 만큼 고정력이 양호합니다. 기껏 고정했는데 약간의 흔들림으로 떨어진다면 접속하는 의미가 없겠죠.

두 번째로, 납땜의 접속은 단순히 붙기만 하는 것이 아니라 전기적으로도 도통됩니다. 납땜은 주로 전기/전자기기 같은 곳에 쓰인다고 했었죠. 근데 기기에 전기가 안 통하면 부품을 연결한들 무용지물일 것입니다. 그래서 두 금속이 접합하여 전기가 통하여야 하는데, 납땜을 할 시 이 전도성 특성이 양호합니다.

세 번째로, 접합부를 밀폐하는 효과가 있습니다. 접합한 부분에 물과 기름, 또는 먼지 같은 예상치 못한 이물질이 들어간다면 차후에 문제가 생길 염려도 있고, 그다지 좋지 않겠지요. 이를 방지하는 효과가 있다는 것이 세 번째 장점입니다.

네 번째로, 녹 및 산화를 방지하는 효과가 있습니다. 납땜을 하면 그 표면이 코팅을 한 것과 같이 되어서 녹이 잘 슬지 않게 됩니다. (이렇게 녹슬지 않게 하는 것을 ‘녹막이’라고 합니다.)

다섯 번째로, 납땜을 통해 젖음성을 향상시킬 수 있습니다.
젖음성? 단어가 참 어렵고 생소하죠? 젖음성(wetting)이라는 것은, 말 그대로 대상 금속의 표면이 땜납에 의해 젖는(wet) 정도를 말하는 것이며, 금속 표면에 녹아든 땜납이 퍼져나가는 성질의 정도를 말하는 것입니다. 이 젖음성이 확보되었느냐, 아니냐에 따라서도 양품과 불량품이 결정되므로, 이는 납땜이 양호하게 완료되었는지를 판가름하는 아주 중요한 요소라고 할 수 있습니다. 언뜻 보기에 별 거 아닌 것 같이 들리지만, 이를 수치적으로 계산하기 위한 계산식도 존재한답니다.

 

 

위 다섯 가지는 기능적인 장점이고요, 이제 작업상의 장점을 알아볼게요.

 

우선 첫째로, 공정이 편리합니다. 접합할 모재에 땜납을 대고 해당 표면을 따라 납땜을 하면 끝이니까요. 그리고 납땜기와 땜납만 있으면 되니 공정의 비용이 저렴합니다.

두 번째로는 공정 과정이 안정적입니다. 비교적 저온으로 짧은 시간 동안 하는 작업이기 때문에 부품들이 불필요한 손상을 입을 염려가 적습니다. 땜납을 들고 몇 번이고 한 부분만 납땜을 하는 것도 아니니까요.**

(**참고로 납땜이 잘못되었을 시 이미 굳은 땜납을 다시 녹여서 새로이 굳히는 것은 의미가 없습니다. 그 이유는 좀 더 나중에 알아볼게요.)

세 번째 장점은 부품을 통째로 만들어서 완성품이 나오는 것이 아니라, 각 부품을 납땜하여 연결할 수 있게 하기 때문에 고장 난 부품들을 간단하게 교체가 가능하다는 것입니다. 컴퓨터가 조립식이 아니라 통째로 만들어진다고 생각해보세요. 부품 하나만 고장 나면 컴퓨터 자체를 바꿔야 된다고 하면 고장 날까 무서워서 어떻게 사용하나, 싶을 것입니다.
납땜 덕분에 고장 난 부품만 땜납을 제거하고 떼내면 다른 새로운 부품으로 편리하게 교체가 가능한 것입니다. 이렇게 소비자에게도 좋고, 부품들을 따로따로 만들어서 조립하게 되면 제조 과정도 수월하게 되어서 제조자에게도 좋은 것이 바로 납땜입니다.

 

네 번째 장점은 세 번째에서 이어지는 것인데, 부품을 따로 제작이 가능하니 대량생산도 더 수월해진 것입니다. PCB 기판을 예로 들면, 그 기판의 수많은 접속부들을 자동화 기계(산업용 오븐)를 통해 손쉽게 동시에 접속시킬 수 있습니다.

 

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