ATRAC 3D

납땜이란 단순히 부품을 붙이는 것이 아닙니다.
전선과 보드, 인두기와 납, 이 모든 것이 하나의 연결고리가 되어 새로운 전자회로의 시작이 됩니다.
이 글에서는 처음이라 막막했던 분들을 위해, 납땜 시 주의사항과 기본 납땜 방법에 대해 안내드리겠습니다.

1. 1. 납땜을 시작하기 전에

전자기기 제작이나 수리의 첫걸음은 언제나 ‘안전’입니다.
인두기와 납은 생각보다 높은 열과 화학물질을 다루기 때문에,기본적인 안전 수칙을 숙지하는 것만으로도 사고를 예방할 수 있습니다.

다음의 여섯 가지는 납땜 작업 전 반드시 점검해야 할 기본 체크리스트입니다.

✅ 보호안경 착용하기
       인두기에서 튀는 납방울이나 플럭스 연기 등이 눈에 들어가는 것을 막아줍니다.

✅ 환기가 잘되는 공간에서 작업하기
       납땜 시 발생하는 연기와 가스를 줄이기 위해 창문을 열거나 환풍기를 켜주세요.

✅ 가연성 물질 근처에서 납땜하지 않기
       작업대 주변에 종이, 천, 알코올 등 인화물질이 없도록 정리하세요.

✅ 전원이 연결된 회로에서 작업하지 않기
       감전 위험이 있으니 반드시 납땜하려는 부품에 공급되는 전원을 차단한 뒤 납땜하세요.

✅ 애완동물, 어린이와 납을 멀리 두기
       납 성분은 유해할 수 있으므로 작업 공간을 분리하고 접근을 막아주세요.

✅ 작업 후 손 깨끗이 씻기
       납, 플럭스 잔여물 등을 손에 묻힌 채로 두면 건강에 해로울 수 있습니다. 항상 청결하게 손을 씻어주세요

2. 사용하는 납의 특징 파악하기

전자납땜을 할 때 가장 먼저 고려해야 할 요소 중 하나는 어떤 납을 사용할 것인가입니다. 사용되는 납의 종류에 따라 녹는점, 작업 난이도, 부품·기판에 미치는 영향 등이 크게 달라지기 때문입니다.

이번 글에서는 유연납(Leaded Solder)과 무연납(Lead-Free Solder) 두 가지 대표 납의 특징을 비교하고, 인두기 온도 설정 팁도 함께 정리해드리겠습니다.

2-1. 유연납(Leaded Solder)
📌 구성 및 특징

  - 주성분은 주석(Tin, Sn)과 납(Lead, Pb)의 합금이며, 대표적인 조성은 주석 63% / 납 37%(혹은 주석 60% / 납 40%)입니다.

  - 녹는점이 약 183 °C 수준으로 비교적 낮습니다.

  - 낮은 온도에서 녹기 때문에 열에 민감한 부품이나 기판 손상 위험이 적고, 작업하기 수월한 편입니다.

  - 흐름(웻팅) 성능이 우수하고, 필렛(fillet) 형성이 잘 되는 경향이 있어 ‘초보자용’으로도 자주 사용됩니다.

✅ 유의사항

  - 납(Pb)을 포함하고 있어 환경·안전 규제(RoHS 등)의 대상이 될 수 있습니다.

  - 납이 포함된 만큼 헬스 리스크를 고려해야 하고, 작업 후 손 씻기·환기 등의 안전 수칙이 중요합니다.

🔧 인두기 온도 설정 팁

  - 유연납을 사용할 경우, 낮은 녹는점 덕분에 인두기를 약 300 ~ 350 °C 정도로 설정해도 무리 없는 경우가 많습니다. 작업환경(팁 상태·기판 열용량)에 따라 조정하면 됩니다.

2-2. 무연납(Lead-Free Solder)
📌 구성 및 특징

  - 납(Pb)이 포함되어 있지 않은 합금으로, 주로 주석(Tin, Sn)을 베이스로 은(Silver, Ag), 구리(Copper, Cu), 아연(Zn) 등을 혼합한 형태가 많습니다. 예컨대 Sn–Ag–Cu(SAC)계열이 대표적입니다.

  - 녹는점이 유연납보다 20 ~ 45 °C 이상 높거나, 특정 합금에 따라서는 약 217 ~ 227 °C 수준입니다.

  - 환경친화성 면에서 장점이 있어 최근 여러 전자제품이나 산업현장에서 채택율이 높아지는 추세입니다.

✅ 유의사항
  - 녹는점이 높기 때문에 인두기 온도를 더 높여야 하며, 그로 인해 부품 과열이나 인두팁 마모 등이 더 빠르게 일어날 수 있습니다.

  - 흐름(wetting) 성능이 유연납보다 떨어질 수 있어 접합이 덜 깔끔하거나 오류 가능성이 높습니다.

🔧 인두기 온도 설정 팁
  - 무연납을 사용할 경우, 일반적으로 납의 녹는점이 약 217°C라면 인두기 설정 온도는 약 녹는점 + 약 100 °C, 즉 ≈ 320 ~ 330 °C 이상이 권장됩니다.

  - 단, 실제 기판이나 부품의 열용량·구조·인두 팁 상태 등을 고려해 온도 및 가열 시간을 적절히 조정해야 합니다.

2-3. 어떤 납을 선택해야하나요?

  - 초보자이거나 작은 취미 제작/수리 작업이라면 유연납이 익히기 쉬워 추천됩니다.

  - 단, 납 연기를 직접적으로 들이마실 경우 인체에 해로울 수 있으므로, 반드시 환기 시스템을 갖춘 상태로 사용해야합니다.

  - 기판이 매우 얇거나 부품이 열민감하다면 낮은 온도에서 작업 가능한 유연납이 유리할 수 있고, 반대로 내구성·열사이클 반복·환경요건이 중요한 경우라면 무연납이 더 적합할 수 있습니다.

  - 납 종류 결정 후에는 위에서 언급한 인두기 온도 및 팁 조건을 반드시 납의 녹는점 및 작업환경에 맞춰 조정해야 좋은 결과가 나옵니다.

3. 납땜은 어떻게 하고, 잘 된 납땜은 어떤 모습인가요?

전자기기 보드 위에 부품을 단단히 고정하고, 제대로 된 납땜을 하는 방법과 함께 좋은 접합 상태 vs 나쁜 접합 상태를 비교해보겠습니다.

🔧 납땜의 기본 절차

  1) 부품과 패드를 가열 : 인두팁으로 부품 리드(핀)와 패드(납땜면)를 동시에 약 2~3초간 가열합니다.

  2) 납 흘리기 : 가열이 충분해졌다면 납을 부품 리드와 패드 사이로 흘려 넣습니다.

  3) 가열 계속하기 : 납이 흐르기 시작하면 1~2초 더 가열하여 납이 패드 전체와 리드에 잘 퍼지도록 합니다.

  4) 식히기 (불필요하게 불지 말기) : 납이 안정적으로 퍼지고 난 뒤에는 인두기를 떼고 자연스럽게 식혀야 합니다. 입으로 불어 식히면 납이 갈라지는 등 접합에 문제가 생길 수 있습니다.

✅ 잘 된 접합의 특징

  - 납이 부품 리드와 패드 경계까지 매끄럽게 퍼져 있고, 부품이 흔들리지 않음.

  - 표면이 광택이 나고 매끈한 필렛(fillet) 형태이며, 부품 리드가 패드 위에서 접착력이 좋음.

  - 납의 양이 과하거나 부족하지 않고 적절한 양이 흐른 상태.

  - 주변 핀이나 패드에 납이 흘러가서 브리지(Short)나 냉접합(Cold Joint)이 없음.

❌ 흔히 발생하는 문제 및 형태

  - Too Much Solder (납 과다): 납이 볼록하게 불룩하거나 인접 핀까지 넘치는 상태. 쇼트 위험 증가.

  - Not Enough Solder (납 부족): 리드와 패드가 충분히 접촉되지 않아 납이 부분적으로만 퍼져, 접촉 불량 가능성 높음.

  - Cold Joint (냉접합): 부품 리드나 패드가 충분히 가열되지 않아 납이 제대로 흐르지 않고 탁하거나 거친 표면으로 고정된 상태. 전기적 신뢰성 낮음.

  - Too Much Heat (과열): 너무 오래 가열해서 패드가 들뜨거나 부품 손상 가능성이 있는 상태.

  - Short (쇼트/브리지): 인접 핀 사이에 납이 흘러들어가서 서로 연결되어선 안 되는 부분이 연결된 상태.

이번 글에서는 납땜의 기본 원리와 주의사항을 함께 살펴봤습니다.
이 기초 과정을 익혀두면 다양한 개조제작과 수리 작업에 활용할 수 있습니다.
무엇보다도 작업 시에는 항상 안전에 유의하며, 환기와 보호 장비를 꼭 챙기시기 바랍니다.

출처: Youtube, HackMakeMod 채널 (https://youtu.be/3jAw41LRBxU)

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