땜납과 그 종류
지난 포스팅<< 납땜의 정의, 목적과 장점 납땜이란 무엇일까? 이번 글에서는 납땜의 정의, 그리고 그 목적과 장점을 알아보겠습니다. 1. 납땜이란? 납땜이란 땜납(solder)을 사용해서 때우는 것
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저번 포스팅에서는 땜납의 종류를 알아보았었죠? 이제 이어서 납땜의 종류를 알아보고, 모든 땜납 방식에서 준수해야 할 안전 원칙을 알아보도록 하겠습니다.
1. 납땜의 종류
납땜의 종류로는 저항 납땜, 인두 납땜, 가스 납땜 등이 있으며, 생산 공정 면에서 보면 파동 납땜(Wave Soldering), 적외선 납땜(IR; Infrared Soldering), 역류 납땜(Reflow) 등이 있습니다.
저항 납땜(Resistance Soldering)은 저항성을 띤 물질과 납땜 공구에 전류를 인가해 열을 발생시켜 땜납을 녹이는 방법입니다. 타 납땜보다 비교적 빠른 냉각 시간 덕분에 생산하는 속도 측면에서 이득을 볼 수 있으며, 주로 작은 부품에 섬세하게 작업해야 할 때 쓰입니다. 간격이 촘촘한 기판에서 사용하기 좋습니다. 사용자에게 안전하기도 합니다.
대신 따로 장비(Resistance Soldering Equipment)가 필요해서, 간단한 장비를 즉각적으로 사용 가능한 납땜 방법에 비해 돈이 좀 듭니다.
저도 사본 적은 없어서, 제가 살펴본 바에 의하면 100달러 짜리도 있지만, 이건 싼 싸구려 제품의 경우 같고, 양품은 대체로 400달러는 우습게 넘고 500달러 이상이 많군요. (400달러가 지금 글을 작성하는 22.07.20 기준 52만 5천 원입니다. 그러니까 60만 원은 넘어간다고 봐야 할 것 같습니다. 싼 데는 싸겠지만.)
인두 납땜은 여러분이 흔히 아시는 그 납땜 방법입니다.
어디서 많이 본 모양의 납땜용 인두기를 사용해서 납땜하는, 가장 보편적인 방법입니다. 2000년대에 작은 전자 부품을 직접 손보는 아저씨들을 주위에서 많이 봤었던 기억이 나네요. 뜨거운 인두기를 조심만 한다면 어떤 작업이든 별다른 절차 없이 작업할 수 있다는 범용성이 장점입니다. 보편적인 만큼 정보와 노하우를 아는 사람도 많아서 배우기도 용이하고요. 당장 유튜브에 납땜이라 쳐보면 나오는 것은 거의 이 방법이죠.
상기한 일반 사용자들이 널리 사용하는 납땜 방식은 크게 두가지로 나눕니다.
기준은 바로 땜납의 녹는점의 정도인데요. 약 450ºC 언저리에서 위아래로 구분을 합니다. 그 기준에서 높으면 고온에서 사용하는 경납땜 또는 브레이징이라고 합니다. 기준에서 낮으면 저온에서 사용하는 연납땜 또는 그냥 납땜이라고 합니다.
이때 450 ºC 이상일 때 모재가 녹지 않는 온도로 작업하여야 한다는 걸 잊지 마세요.
공정 면으로 넘어가면 파동 납땜은 땜납의 파동(Solder Wave)을 이용해서 PCB에 납땜을 하는 것입니다. 납땜된 기판을 대량으로 찍어낼 수 있는 공정이에요. 탱크에 땜납을 용융해서 넣고 납땜이 필요한 부분에 뿌려서 접합면을 만드는 방식입니다. (용융이란 건 쉽게 말해서 고체를 액체로 만든 것을 말해요.)
그 외에 적외선으로 작업하는 비접촉식 납땜 방식인 적외선 납땜이 있고, 이는 열에 특히 민감한 PCB 기판을 보호하기에 최적이라고 합니다.
다음으로 역류 납땜은 특이하게 미리 땜납을 기판에다가 뿌려놓고 부품을 가져다 놓는 방식입니다. 여기에 앞서 말했던 적외선 방식도 채용된다고 하네요. 또는 레이저로 땜납을 녹여 기판과 부품을 접속시키는 방식이랍니다.
지금까지 여러 가지 납땜 방식을 알아보았는데요, 가능하다면 납땜에 사용되는 땜납에 대해 안전 수칙을 확실히 하고 작업을 하는 것이 좋겠죠.
2. 안전 수칙
다음은 ‘대한산업안전협회’의 안전 교육 시트 중 ‘납 중독에 대한 안전대책’에 해당하는 내용을 간추려 정리한 것입니다.
납땜 작업은 ‘중증도 납 노출의 가능성이 있는 작업(Moderate Risk Operation)’으로 분류가 됩니다. 알려진 바로는 해당 작업 공정에서 납 중독의 발생은 거의 없거나 아예 없다고 합니다. 하지만 이는 그럴 일이 거의 없다는 가능성을 말하는 말하는 것일 뿐, 작업장의 상황과 근로자들의 작업 수칙 준수 여부에 따른 납 과다 노출은 배제할 수 없는 문제입니다.
따라서 가능하다면 작업장에서 사용하는 납땜을 인체에 해가 없는 다른 금속으로 대체하고 사용자 및 근로자가 납에 직접적으로 노출되는 일을 최소화하는 것이 좋습니다. 항상 인체에 직접적으로 닿지 않게 끔 보호 장갑 등의 보호 의류 및 장비를 착용하는 것이 권장됩니다.
작업장의 측면에서 보면 납의 분진, 증기 등의 확산을 억제하고 방지하기 위해서 밀폐를 잘하거나 작업장의 밖으로 빠르게 배출시킬 수 있도록 배기장치를 적절하고 적합한 곳에 잘 설치하여야 합니다.
그렇지만 환경에 따라서 그러한 배기장치, 배출장치를 설치하기가 곤란할 수도 있습니다. 그럴 때는 성능이 좋은 방진 마스크 및 방독 마스크를 착용하여야 합니다.
납땜 작업 중에 의류나 손이 닿는 장비, 공기 중의 분진이 인체의 내부로 들어갈 수도 있으므로 항상 개인위생을 철저히 관리하세요.
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