openLCA에 의한 전자기판 솔더링 공정의 전과정영향평가(LCA)에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 openLCA와 Ecoinvent v3.10(Global)을 활용하여, 전자부품이 장착된 전자기판 제품을 기준으로 표면실장(SMT) 및 관통형(IMT) 방식과 유연납/무연납의 적용에 따른 환경영향을 정량적으로 평가하였다. 표면실장 (SMT) 방식은 리플로우 솔더링의 고온·장시간 가열 공정으로 인해, 모든 환경영향 범주에서 관통형(IMT)보다 높은 환경영향 부담을 유발하였으며, 특히 Climate Change(GWP) 항목에서는 약 4배 높은 온실가스 배출이 확인되었다. 표면실장(SMT)에서 무연납 사용 시 313.81 kgCO2eq, 유연납은 311.42 kgCO2eq로, 무연납이 더 큰 환경영향을 보였고, 관통형(IMT)에서는 무연납이 74.25 kgCO2eq, 유연납은 75.70 kgCO2eq로 무연납이 환경적 으로 더 우수했다. 이는 리플로우 대비 웨이브 솔더링의 에너지 소비가 낮기 때문으로 분석된다. 본 연구는 2000년대 초반 활발히 진행됬던 전자기판에 관한 환경영향을 최신 전자기판 공정 및 에너지 사용량에 따른 데이터베이스로 최신화하여 전과정평가를 진행하여 전자기판 생산에서 발생하는 환경영향 값에 대한 기초자료를 제공하고자 한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study quantitatively evaluates the environmental impacts of surface mount technology (SMT) and insert mount technology (IMT), using openLCA and the Ecoinvent v3.10 (Global) database, based on electronic circuit boards with mounted components. SMT exhibited higher environmental burdens than IMT across all impact categories due to its high-temperature, long-duration reflow soldering process. In particular, the Climate Change (GWP) indicator showed approximately four times higher emissions in SMT. When using lead-free solder in SMT, the GWP was 313.81 kg CO -eq, compared to 311.42 kg CO -eq for leaded solder. Conversely, in IMT, lead-free solder resulted in lower emissions (74.25 kg CO -eq) than leaded solder (75.70 kg CO -eq), attributed to the lower energy demand of wave soldering. This study updates the early 2000s environmental assessments of electronic circuit boards by incorporating recent manufacturing processes and energy data, providing a foundational dataset for evaluating environmental impacts in modern PCB production.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• Ⅰ. 연구 배경
• 1. 연구 배경
• 2. 연구 목적
• Ⅱ. 이론적 배경
• 1. 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA)
• 2. 전과정평가 구성요소
• 3. 솔더링 공정
• Ⅲ. 연구 방법 및 모델링
• 1. 목적 및 범위설정
• 2. 전과정평가 전제 조건 및 해석 조건
• 3. 결과해석
• Ⅳ. 결론
• REFERENCES