고온 환경에서 사용되는 어셈블리 재료
Jorg Trodler
최근 고온 환경에서 동작하는 어셈블리를 실현하기 위해 많은 노력을 하고 있다. 이와 같은 일환으로 고온 응용 제품에 사용할 수 있는 어셈블리 재료에도 큰 관심을 갖고 연구하고 있다.
이에 대해 「일본실장학회지」 최신호에서 Jorg Trodler가 ‘고온 환경에서 사용되는 어셈블리 재료’라는 글을 통해 다음과 같이 견해를 밝혔다.
전력과 로직 장치를 결합하는 데 있어 중요한 요구사항은 다음과 같다.
· 높은 전력 밀도
· 높은 신뢰성
· 높은 열 전도성
· 150°C 이상의 주변 온도
· 무연 기술
· 15 년 이상의 수명
· 비용
· 전력과 논리를 결합하는 최적의 방법
이러한 요구사항으로 인해 어셈블리 재료의 특성 향상에 관해 관심이 증가하게 됐다.
최근 발표되는 전력 모듈의 성능과 솔더 페이스트가 3∼4%의 은을 함유한 주석/은/구리(SAC) 또는 공융 주석/은(SnAg3.5)에 기반을 두고 있기 때문에, 공융 SnAg3.5 합금은 오랜 기간 최대 125℃까지 작동할 수 있다. 하지만 125℃가 넘는 온도에서는 사용이 불가한데, 이러한 경우에는 다음과 같은 대안을 이용할 수 있다.
· 소프트 솔더링을 위한 특수 합금(예, HT1)
· 신터 페이스트/신터 접착제
· 확산 솔더링(예, HPC)
고온 상황에서 신뢰성을 향상시키기 위해서는 다음과 같은 기준을 마련하는 것이 중요하다.
· 타입 6 페이스트의 인쇄 품질, 더 얇은 스텐실 및 타입 7 또는 8 페이스트일 경우에는 어떠한가
· 디스펜싱
· 구리 볼 품질 및 수량(크기)
· 온도 프로파일링
· 템퍼링
· 전력 전자 및 SMT 결합
· 얼마나 많은 IMC가 필요한가
· 진공 및/또는 압력 솔더링
· 열/전기 전도성
이 같은 기준을 마련한다면 향후 고온 응용 제품을 위한 어셈블리 재료의 발전에 큰 도움이 될 수 있을 것으로 본다.
