PCB 표면처리 HASL·ENIG·OSP 차이와 선택 기준 — 평탄도·보관 기간·비용으로 고르는 방법

PCB 표면처리 HASL·ENIG·OSP 차이와 선택 기준 — 평탄도·보관 기간·비용으로 고르는 방법

안녕하세요, PCB 설계와 SMT 실무 데이터를 공유하는 도일랩스(Doil Labs)입니다.

지난 글에서는 QFN·BGA 서멀 패드의 보이드를 스텐실과 비아 설계로 줄이는 방법을 다뤘습니다. 오늘은 예고한 대로 표면처리(Surface Finish) 이야기입니다.

PCB를 주문하면 거의 모든 업체가 "표면처리"를 고르라고 합니다. HASL, 무연 HASL, ENIG, OSP, 침지 주석… 이름은 많은데 차이를 물어보면 "금이 비싸고 좋다" 정도로만 알고 넘어가는 경우가 많습니다. 그런데 이 선택 하나가 미세 피치 부품의 납땜 불량, 기판 보관 가능 기간, 기판 단가를 함께 바꿉니다.

오늘은 표면처리 종류별 원리, 숫자로 본 차이, 같은 보드에서 처리만 바꿨을 때의 비용 차이, 그리고 어떤 보드에 무엇을 고르면 되는지 정리해 보겠습니다.

목차

• 1. 표면처리란 — 구리 패드를 왜 덮어야 하나
• 2. 4가지 방식의 원리 — 무엇으로 덮는가
• 3. 숫자로 비교 — 두께·평탄도·보관 기간
• 4. 비용 예시 — 같은 보드, 표면처리만 바꾸면
• 5. 어떤 보드에 무엇을 — 설계자가 할 일 4가지
• 6. FAQ

1. 표면처리란 — 구리 패드를 왜 덮어야 하나

PCB 배선과 패드는 구리입니다. 구리는 공기 중에서 금방 산화되고, 산화된 구리에는 납이 잘 붙지 않습니다. 그래서 솔더마스크(초록 잉크)로 덮이지 않고 드러난 패드에는 납땜하기 전까지 구리를 지켜 주는 얇은 막을 씌웁니다. 이것이 표면처리입니다.

표면처리가 하는 일은 세 가지입니다.

• · 납땜성을 지킵니다. 기판이 만들어진 날부터 SMT 라인에 들어가는 날까지 패드가 깨끗하게 납을 받아야 합니다.
• · 패드 높이를 정합니다. 패드 위 막이 고르지 않으면 크림솔더가 고르게 찍히지 않아 미세 피치 부품에서 브리지·냉납이 늘어납니다.
• · 보관 기간을 정합니다. 막이 얼마나 오래 버티느냐에 따라 기판을 미리 만들어 쌓아 둘 수 있는 기간이 달라집니다.

그래서 표면처리는 "좋은 것과 나쁜 것"이 아니라, 부품 피치·보관 기간·예산 세 가지에 맞춰 고르는 항목입니다.

2. 4가지 방식의 원리 — 무엇으로 덮는가

HASL (유납·무연) — 녹은 납에 담갔다가 뜨거운 바람으로 불어낸다

기판을 녹은 납 통에 담갔다가 꺼내면서 양옆의 에어 나이프로 뜨거운 바람을 불어 남는 납을 걷어냅니다. 패드가 이미 납으로 덮여 있어 납땜이 잘 되고 값이 쌉니다. 대신 바람으로 걷어내다 보니 패드마다 납 두께가 들쭉날쭉하고 가운데가 볼록해집니다. 유납 HASL은 납이 들어 있어 RoHS 제품에는 쓸 수 없고, 무연 HASL은 녹는점이 더 높은 합금을 쓰기 때문에 기판이 더 뜨거운 납 통을 거칩니다.

ENIG (무전해 니켈·치환 금) — 니켈을 올리고 그 위를 얇은 금으로 덮는다

구리 위에 니켈을 수 µm 올리고, 그 위에 아주 얇은 금을 씌웁니다. 화학 반응으로 쌓기 때문에 패드가 거울처럼 평평하고, 금이 산화를 막아 오래 보관할 수 있습니다. 납땜할 때 금은 납 속으로 녹아 들어가고 실제 접합은 니켈과 이루어집니다. 금 도금 공정에서 니켈이 과하게 부식되면 블랙 패드라는 불량이 드물게 생기는데, 겉보기에는 정상이다가 BGA 접합부가 충격에 깨지는 형태로 나타납니다. 그래서 공정 관리가 잘 되는 기판 업체를 고르는 것이 중요합니다.

OSP (유기 보호막) — 구리 위에 투명한 유기 막을 씌운다

금속을 올리지 않고 구리 위에 1µm도 안 되는 얇은 유기 막을 입힙니다. 평평하고 가장 저렴한 축에 속합니다. 대신 막이 얇아 긁힘·습기에 약하고 보관 기간이 짧으며, 리플로우를 여러 번 거칠수록 납땜성이 떨어집니다. 막이 투명해서 눈으로 상태를 확인하기도 어렵습니다. 만든 뒤 바로 조립하는 대량 생산 보드에 잘 맞습니다.

침지 주석(Immersion Tin) — 구리 위를 얇은 주석으로 치환한다

화학 반응으로 구리 표면을 1µm 안팎의 주석으로 바꿉니다. 평평해서 미세 피치에 쓸 수 있고, 값은 HASL과 ENIG 사이입니다. 시간이 지나면 구리와 주석이 섞인 층이 자라 납땜성이 떨어지므로 보관 기간이 짧은 편이고, 손으로 만지는 등 취급에 예민합니다.

3. 숫자로 비교 — 두께·평탄도·보관 기간

기판 업체와 업계 자료에서 흔히 인용되는 값을 모으면 다음과 같습니다.

표면처리	막 두께	평탄도·미세 피치	보관 기간(권장 보관 조건)	상대 비용
HASL(유납·무연)	패드마다 다름(고르지 않음)	낮음. 0.5mm 이하 피치·BGA에는 피하는 편	약 12개월	낮음
ENIG	니켈 3~6µm + 금 약 0.05~0.1µm	매우 좋음. 미세 피치·BGA에 표준처럼 사용	12개월 이상	높음
OSP	유기막 약 0.2~0.5µm	매우 좋음	약 6~12개월(자료에 따라 3~6개월)	가장 낮은 축
침지 주석	약 1µm	좋음. 미세 피치 가능	약 6개월	중간

표에서 볼 것은 두 가지입니다. 첫째, 평탄도는 HASL만 떨어집니다. 0.5mm 이하 피치 QFP나 BGA가 있다면 HASL은 후보에서 빼는 것이 보통입니다. 둘째, 보관 기간은 OSP와 침지 주석이 짧습니다. 기판을 미리 만들어 두었다가 몇 달 뒤 조립하는 운영이라면 이 두 가지는 조심해야 합니다. OSP는 리플로우 횟수에도 한계가 있어서, 양면 리플로우 뒤 수작업 부품까지 붙이는 보드라면 금속 처리(ENIG 등)가 안전합니다.

⚠️ 주의사항

위 숫자는 공개된 업체 자료와 업계 글에서 널리 인용되는 범위를 정리한 것입니다. 보관 기간은 온도·습도·진공 포장 여부에 따라 크게 달라지고, 두께와 보관 기간 보증은 기판 업체마다 다릅니다. 실제 기준은 주문한 업체의 사양서를 따릅니다.

4. 비용 예시 — 같은 보드, 표면처리만 바꾸면

표면처리가 기판값을 얼마나 바꾸는지 감을 잡기 위해, 같은 보드에서 표면처리만 바꿔 계산해 보겠습니다. 조건은 2층, 100×80mm, 100장, 일반 납기이고, 도일랩스 빠른 견적의 계산식으로 낸 중간값입니다.

표면처리	HASL 대비	100장 합계(중간값)	장당
HASL(유납)	기준	약 86만 4천 원	약 8,600원
무연 HASL	+8%	약 93만 3천 원	약 9,300원
침지 주석	+15%	약 99만 4천 원	약 9,900원
ENIG	+35%	약 116만 6천 원	약 11,700원

이 예시에서 HASL과 ENIG의 차이는 장당 3천 원 남짓입니다. 기판값만 보면 35%가 크게 느껴지지만, 미세 피치 부품 하나가 브리지로 재작업되는 비용이나 몇 달 보관한 기판의 납땜 불량과 비교하면 판단이 달라질 수 있습니다. 반대로 큰 부품만 있는 보드라면 ENIG를 고집할 이유가 적습니다.

위 값은 예시 계산이며 실제 견적은 층수·두께·수량·납기·업체에 따라 달라집니다. 업계 자료에서도 ENIG는 기본 처리보다 30~50% 정도 비싸다는 범위가 흔히 인용됩니다.

5. 어떤 보드에 무엇을 — 설계자가 할 일 4가지

상황별로 정리하면 다음과 같습니다.

보드 상황	먼저 볼 처리	이유
큰 SMD·DIP 위주, 비용이 중요한 보드	HASL(RoHS면 무연)	값이 싸고 납땜이 잘 됨
0.5mm 이하 피치·BGA·QFN이 있는 보드	ENIG	평탄도와 보관 기간을 함께 확보
만들자마자 조립하는 대량 생산	OSP	평평하고 저렴, 보관 기간 약점이 문제 안 됨
미리 만들어 몇 달 보관하는 보드	ENIG 또는 HASL	OSP·침지 주석은 보관 기간이 짧음
카드 끝 커넥터(골드 핑거)가 있는 보드	해당 부위만 경질 금 도금	끼웠다 뺐다 하는 마모에 견딤

1. 보드에서 가장 촘촘한 부품의 피치를 먼저 확인한다

0.5mm 이하 피치나 BGA가 하나라도 있으면 HASL은 빼고 시작합니다. 표면처리는 보드 전체에 한 가지로 들어가므로, 가장 까다로운 부품이 기준이 됩니다.

2. 기판 입고부터 조립까지 걸리는 기간을 적어 본다

시제품을 만들고 몇 달 뒤에 추가 조립하는 일이 잦다면 OSP·침지 주석은 피합니다. 보관할 때는 진공 포장과 제습제를 유지하고, 개봉한 기판은 먼저 씁니다.

3. 리플로우 횟수를 센다

양면 리플로우에 수작업·재작업까지 더해지면 막이 여러 번 열을 받습니다. 열을 많이 받는 보드라면 OSP보다 ENIG 같은 금속 처리가 안전합니다.

4. 주문서와 제작 도면에 표면처리를 정확히 적는다

"HASL"만 적으면 유납인지 무연인지 업체가 정합니다. RoHS 제품이면 반드시 "무연 HASL" 또는 "ENIG"처럼 명확히 적고, 골드 핑거가 있으면 그 부위의 도금 사양도 따로 적습니다.

6. FAQ

Q. ENIG가 제일 좋으니 무조건 ENIG로 하면 되지 않나요?

A. 평탄도와 보관 기간은 가장 무난하지만 값이 비싸고, 드물게 블랙 패드 같은 고유 불량이 있습니다. 큰 부품만 있는 보드라면 HASL로도 충분한 경우가 많습니다. 가장 촘촘한 부품과 보관 기간을 보고 고르는 것이 맞습니다.

Q. 유납 HASL과 무연 HASL은 무엇이 다른가요?

A. 패드를 덮는 합금에 납이 있느냐 없느냐의 차이입니다. RoHS를 지켜야 하는 제품은 무연을 써야 합니다. 무연 합금은 녹는점이 높아 기판이 더 높은 온도를 거치고, 위 예시처럼 값도 조금 더 듭니다.

Q. 오래 보관한 OSP 기판은 버려야 하나요?

A. 바로 버릴 필요는 없지만, 권장 기간을 넘긴 기판은 몇 장을 먼저 조립해 납 퍼짐을 확인한 뒤 쓰는 것이 안전합니다. 납땜성이 떨어졌다면 기판 업체에 OSP 재처리가 가능한지 문의해 볼 수 있습니다.

Q. 도일랩스 빠른 견적에서 OSP는 왜 안 보이나요?

A. 빠른 견적은 실제 견적 엔진과 같은 기준으로 계산되는 HASL(유납·무연)·ENIG·침지 주석 4가지만 보여 줍니다. OSP나 골드 핑거처럼 다른 처리가 필요하면 견적 요청 때 조건을 적어 주시면 담당자가 확인해 안내합니다.

마무리

표면처리는 가장 촘촘한 부품, 기판을 보관하는 기간, 예산 세 가지로 고르면 됩니다. 미세 피치나 장기 보관이 있으면 ENIG, 큰 부품 위주로 값이 중요하면 HASL, 만들자마자 조립하는 대량 생산이면 OSP가 출발점입니다.

지금 설계 중인 보드에서 가장 촘촘한 부품의 피치를 확인하고, 주문서의 표면처리 칸이 그 부품에 맞는지 한 번만 비교해 보세요.

다음 포스팅에서는 동박 두께(1oz·2oz) 선택 — 전류·발열·단가가 어떻게 달라지고 어떤 보드에 두꺼운 동박이 필요한지 다뤄보겠습니다.

👉 도일랩스 빠른 견적에서 크기·층수·수량만 넣고 표면처리별 예상 가격을 바로 비교해 보세요.

참고: 표면처리별 두께·평탄도·보관 기간·리플로우 한계는 기판 업체 공개 자료(Sierra Circuits OSP·표면처리 안내, ICAPE Group 표면처리 비교, JLCPCB OSP 비교 글)와 ENIG 규격 IPC-4552 계열을 인용한 업계 자료를, 블랙 패드는 SMTnet 공개 기술 자료를 바탕으로 정리했습니다. 비용 예시는 도일랩스 빠른 견적 계산식 기준이며 실제 견적과 다를 수 있습니다.

도일랩스는 PCB·SMT 제조 기준의 실무 정보를 제공합니다.
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