저온계 무연솔더의 동적굽힘 신뢰성 연구

초록

RoHS 지침을 준수한 무연 공정으로의 전환과 더불어 전자 장치의 기능이 발달함에 따라 소형의 능동/수동 소자에 대한 요구가 증가하고 있다. 이 같은 무연화 및 소형화 추세는 전자 업체들에게 중대한 도전 과제가 되고 있다. 무연 어셈블리를 위해서는 보다 높은 리플로우 공정 온도가 필요하게 되었지만 높은 온도는 PCB 및 컴포넌트에 열손상을 유발할 수 있다. 뿐만 아니라 상승된 리플로우 온도는 소형화된 컴포넌트를 위해 필요한 소형 페이스트 증착물과 연결될 때 솔더 조인트 품질에도 부정적인 영향을 끼친다. 또한 추가 열 처리가 필요한 경우에는 위험도 훨씬 증가한다. 저온계 무연솔더는 이런 경우에 유용하게 사용될 수 있으며, 보다 높은 용융 온도를 가진 합금을 사용함으로써 저온 열 처리 요구 사항이 발생된 전체 열손상을 줄이는 것을 돕는다. 또한 수분에 민감한 장치의 delamination 같은 결함은 저온 솔더를 사용해 최소화하거나 제거할 수 있다. 게다가 저온 합금은 온도에 민감한 부품, 솔더링 공정이나 재작업에서의 사용이 고려될 수 있다. 하지만 Sn-58Bi 등의 저온계 무연솔더는 충격신뢰성에서 Sn-Pb나 다른 무연솔더들 보다 더 낮은 신뢰성을 보이고 있다. 따라서 본 연구에서는 저온계 무연솔더인 Sn-58Bi 솔더를 사용하여 dynamic bending test를 통해 충격에 따른 신뢰성을 평가하였다.