하드웨어 장비빨 1티어 "납"

JKD1·2020년 5월 3일

하드웨어 이야기

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왜 내가 전자를 배우기 이전에 전자 장비 1티어로 납을 꼽았는지 궁금하지 않은가?
오늘은 오직 납에 대한 내용들만 다뤄보자.

제품을 만들기 위해서 전자에서 배워야할 가장 기초적인 내용 중 하나는 바로 납땜이다.

브레드보드에 툭 치면 떨어지는 점퍼선들을 불안불안하게 제품으로 판매할 생각이 있는게 아니라면...

위 사진은 너무 깔끔해서 이정도면 한땀한땀 이태리장인 컨셉 명품제품으로 팔아도 될것같은 회로이다. 현타오네 왜 내 회로만 더러운거같지?

납땜, 납 묻음, 💀?

많은 사람들이 흔히 잘못알고있는 사실은 납땜이 납(Pb)을 녹여 금속끼리 붙이는 것이라는 생각이다.

해명해보겠다. 위 기사 오마이뉴스 기자님은 벌로 라디오 조립키트 300개 납땜해오세요. 인두기 딱대!

벌써 이게 뭔지 모르는 세대가 와버렸다. (홍인전자 제품, 세운상가에서 직접 볼 수도 있다.)

은과 금이 들어가있는 납. 일반적으론...쥬얼리에 쓴다.
돌고래 청력의 오디오맨들은 회로에도 쓰는것같다.

먼저 납의 정의를 따져보자면 납과 납땜할때의 납은 다르다.
영어로 Pb는 lead라고 부르며, 납땜할때 쓰는 금속은 solder라고 부른다.

한국에서 쓰이는 금속 납(Pb)은 한자 납 연(鉛)자를 써서 납이고
납땜할때의 납은 "땜납", "주석" 그리고 납과 주석의 합금인 "백철" 이라는 뜻의 랍(鑞) 한자를 쓴다.

단어의 뜻에는 금속인 납을 포함하고 있지만 땜납은 엄연히 다른 금속이다.
오히려 백철이 땜납의 한 종류라고 볼 수 있겠다.

물론 실제로는 납이 함유가 되어있는 납이 있으므로 대략 70%정도만 틀렸다고도 할 수 있다.
30%만 팩트다 이 나쁜놈들아!

납납 무슨 납

전자공학의 주인 납, 이거없이 뭔 회로를 만들려고 그래 자꾸.
위 사진은 내용과 관계없다. 의식의 흐름대로 가져옴.

납 종류가 오질나게 많아 사실.

납이면 그냥 납이지 뭔 종류까지? 싶겠지만
우리가 가장 많이 쓰는 실납형태의 유연납조차도 굵기, 플럭스의 성질, 플럭스 함유량 등등
정말 많은 변수들이 있다.

물론 취향이라는것은 여기도 존재해서 나의 경우 유연납을 0.8~0.6mm만 사용한다.
브랜드는 주로 exso껄로 사용중 왜냐면 1kg삿는데 몇년째 다 못썻음
나도 kester랑 almit 납 쓰고싶어요

대충 이제부터 재질별, 용도별로 납을 나눠서 정리해보겠다.

납의 재질별 분류

유연납

일반적으로 주석이 약 60% 납이 약 40%들어간 땜납이다.

원래 주석과 납의 녹는 온도는 대략 섭씨 240~260도 정도인데, 6:4정도로 섞으면 녹는 온도가 180도 내외로 떨어진다.
합금으로 만들면 녹는 온도가 떨어져서, 우리가 인두기로 쉽게 녹일 수 있게 되는것이다.

일반적으로 들어가는 플럭스의 함유량은 대략 3%정도이다.

유연납을 잘 고르는 꿀팁은 일단 중저가 이상의 납을 구매하는것과 자신의 작업용도에 맞는 실납 두께를 택하는 것이다.
두께는 작은 부품일수록 얇은 두께, 큰 부품이 많을수록 굵은 두께로 생각하면 된다.

납이 너무 저렴하면 안좋은 플럭스를 사용해서 유해한 연기가 나올 뿐더러, 납땜의 냉납 등 문제도 많이 발생한다.

1kg사두면 2년정도 쓰니, 적당히 유명한 업체의 납을 구매하자.

무엇보다도. 비싼게 반짝반짝하이 이쁘다니께.

무연납

주석 96.5% 은 3% 구리 0.5% 함유의 Kester사의 무연납.

납이 들어가있지 않은 납

납이 없다고 무턱대고 주석만 들어간것은 아니고, 주석이 95%이상 나머지 금속이 5% 미만정도로 함유되어 있다.

5%의 금속에는 구리나, 은 등등 여러가지 금속이 포함되는데 이에 따라서 녹는 온도가 10도정도 차이나기도 하고 퍼짐성이 더 좋기도 하다.

퍼짐성이란 납이 얼마나 액체처럼 잘 퍼지는가를 이야기한다.
솔직히 납이 납땜할 부분 근처에만 갖다 대었는데 쏙하고 납을 잘 먹어버리면 기분이 좋지 않겠음?

생각만 해도 밥 3공기는 뚝딱이다.

여기서부터는 내부에 있는 플럭스의 역할이 좀 더 커진다고 한다.
장비도 비싼거 써야함 납 잘 안녹아서.

그러니까 돈 있는 사람만 쓰자.

뭐시기뭐시기 납

어떤 금속이 들어가냐에 따라 그 물리적, 전기적 특성이 변한다는 이유로 여러가지 금속이 들어가있는 납이 많다.

대표적으로 은납이 있는데, 은이 대략 2~5%정도 함유되어있다.
기본적으로는 무연납이다. 위에서 kester사의 납이 분류상 은납이기도 하다.

주로 오디오 계통분들이나 아날로그 회로쪽 분들이 사용하는 납이다.

알미트 사의 KR-19 60A 납

다른 납으로는 알미트 납이 있다.
알미트 납은 뭐 알루미늄 들어가있다 뭐다 이런 이야기들 많은데, 다 개소리고
알미트(Almit사)라는 일본 회사의 유연납을 이야기하는 납이다.

특징으로는 비염소계(필자는 이해하지 못했음)플럭스를 함유하여, 일반적으로는 납이 잘 붙지 않는 알루미늄과 같은 금속이나 배터리 단자같은 표면에도 잘 연결된다고 한다.

그리고 비싸겠지 뭐.

납의 용도별 분류

실납

어디서 납땜을 해보았다고 하든, 개인이 납땜을 하든 보통은 이렇게 생긴 실납을 활용해서 납땜을 한다.

대중적이고, 납이 들어가는 양을 조절하기가 쉬워서 작업성이 좋다.

주로 이렇게 코어 부분에 FLUX라는것이 들어가있는데, 납이 잘 녹고, 잘 퍼져서 붙기 쉽도록 만들어주는 친구들이다.

크림납

갓구운 식빵에 이거 하나만 딱 발라놓고 먹으면 응급실가서 위세척코스 뿜뿜

크림 납이라고 하는것은 아주 작은 납 구슬들을 플럭스랑 함께 버무려둔 납인데
마찬가지로 유연, 무연 등 재질도 다양하다.

바르는 방법이라고 하면 2가지 방법이 있는데

디스펜서

기계나 손을 이용해서 납땜해야하는 부분들에만 납을 조금씩 묻혀주는 방법이다.
당연하지만 컨트롤이 어렵고, 귀찮고 뭐... 그런 부분들이 있지만
손으로 납땜하기 어려운 부품들을 매우 편리하게 땜질해줄 수 있다.

손땜하기 어려운 부품 패키지(부품의 형태) QFN과 BGA형
메탈 마스크

손이든, 기계든 균일하게 납을 묻힐 수 있도록 만들어준 일종의 체와 같은 도구다.
사용방법은 크림 납을 적당히 위에 올려둔 뒤 넓은 판으로 쭉 밀어주는것이다.
위에서 보여준 균일한 크림납 도포 사진은 메탈 마스크를 활용한것으로 보인다.

이러한 과정이 끝나면 reflow-oven이나 히팅건을 활용해서 납을 녹여준다.

바납, 리본납, 무세척납 등등

절대로 귀찮아서 묶은게 아니다.

바납

DIP라고 하는 부품이 왜 편리하고 싼가 생각해보면 이런 부분들도 포함된다.
냄비에 녹은 납을 대량으로 담아두고 PCB밑부분을 고대로 납으로 덮어버리는 방식이다.

납은 금속에만 묻으니 매우 편리하고 빠르게 납땜할 수 있다.

그래서 바납이라고 하는것은 이런 대량의 납이 필요로 하는 부분에 활용하는 납 덩어리이다.

특징으로는 플럭스가 안들어가있는것 같다. 아마두.

내가 안써봤는데 어떻게 알아.

리본납

약간 매니악하고, 사용하는 사람이 있는지도 의문인 납이긴 한데
얇고, 넓은 부분이나 일직선으로 땜을 해야하는 사람이 쓰는 납이다.

대표적으로 이런 SO로 시작하는 패키지는 다리가 많아서 납땜하기 귀찮을때 도움이 될라나....?

내가 안쓰는데 어떻게 아냐니까? 그냥 이런게 있다고.

어차피 너네도 안쓸건데 뭘...

위 사람처럼 납을 묻힐때 사용하는 방법도 있기는 하겠다.
물론 위 사람은 리본납이 아니라 그냥 넓은 패드에 납 묻혀놓고 쓰는것임

무세척납

무세척납...이게 뭘까? 하니 플럭스가 적정량 들어간 납이라고 하는것같다.

납땜을 하고 나면 보통 칩 주변이 사진과 같이 좀 더러워진다.
혹시라도 다시 납을 녹여야하는 상황이나 혹시 몰라서 납에 플럭스를 넉넉히 넣어준 결과인데

이게 쇼트를 내서 내 보드를 망치는 경우도 있으니 일반적으론 전용 세척액과 붓, 칫솔 등으로 세척을 해주는게 맞다

무세척 납은 아마도 플럭스의 양을 납이 이쁘게 녹을 정도만 첨가해서 근처에 뭔가 튀지 않도록 하는 그런 납이지 않을까 싶다.

하나 사봐야지.
이건 내가 써볼테니까 걱정마셈.

납을 잘 쓰는 방법

플럭스를 잘 활용한다.

2. 납의 두께, 용도를 잘 확인한다.

3. 인두기의 온도를 적절히 유지한다.

위 3 요소는 별게 없어보이지만 심오한 부분이다.

근황

미안하다 이거 보여주려고 어그로 끌었다.

내 씽크패드 빨콩 영롱한거 실화냐? 역시 ㄹㅇ 노트북 키보드 최강자의 편리함이다. 그 찐따같던 레노버가 맞냐? 진짜 씽크패드는 전설이다..진짜옛날에 맨날 IBM 씽크패드 봤는데 지금은 세련된 개간지 노트북 되서 진짜내가다 감격스럽고 씽크패드 로고부터 광고까지 뇌리에 스치면서 가슴이 웅장해진다.. 그리고 X시리즈 디자인 조금 식상해지려고 하니까 P시리즈가 씽크패드를 지킬자는 나밖에 없다면서 바람처럼 나타난 장면은 진짜 씽크패드 어릴때부터 본사람이면 안 살수가 없더라. 지금 X220이랑 X210모델 결제각잡고있는데, 진짜 7열키보드가 너무 이뻐보이더라. 내가 다 뭔가 알수 없는 추억이라해야되나 그런감정이 이상하게 얽혀있다.. YOGA는 좀 좆구린거같다.. 비싸기만 하고.. 그리고 E시리즈 욕을 왜 해대냐 가성비 괜찮은데 빨콩도 달려있고 그리고 E시리즈 595 가성비가 CTO모델 대부분 이긴다는게 사실임??그리고인터닛에 쳐봤는디 이거 ㄹㅇㄹㅇ 가성비 원래 이러냐? AMD가 원래 이렇게 가성비가 좋았었음? P시리즈 디자인 맥북 씹어먹는거 봐라 진짜 ㅆㅂ이거보고 개 충격먹어가지고 와 소리 저절로 나오더라;; 진짜 저건 개오지는데.. 저게 ㄹㅇ이면 진짜 꼭 사야해 진짜 저거 있으면 몇년뒤 우리 회사 상장도 가능할것같은데..와 진짜 씽패 요즘 디자인이 이렇게 되다니 진짜 눈물나려고 한다..P시리즈랑 x220 그래서 계속 보는 중인데, 저거 ㄹㅇ이냐? 하..ㅆㅂ통장 진짜 울겠다.. 진짜 언제 씽패가 이렇게 내 최애가 되었을까 생각나고 나 초딩때 처음 본 씽패생각나고 뭔가 슬프기도하고 좋기도하고 감격도하고 여러가지감정이복잡하네.. 아무튼 씽패는 진짜 노트북중 최고 명작임