2015년 표면 실장 기술 발전사항
Mulugeta Abtew
최근 전자기기의 급속한 발전에 적응한 사람들은 전자기기 개발이 급속도로 발전해야 한다는 것을 당연시 여기는 경향이 있다. 특히, 소비재 등 가전제품의 경우에는 더욱 그러하다. 한편 의료 및 항공우주 등 통신과 관련된 애플리케이션에서의 OEM은 전자장비에 사용되는 PCB 및 PCBA에서 속도를 높이고 새로운 기술을 적용할 것을 요구하고 있다. 수 년 전만 보더라도 대부분의 경우, 이러한 기술이 주요 OEM에 의해 발전됐다. 그러나 현재의 OEM은 핵심 기술 및 프로세스에서 필요한 발전을 실현해 혁신을 구현하는 데 있어 EMS 사업자에 의존하고 있다.
한편 최근 SMT 발전이 돋보인다. 1980년대 초에는 64-핀 BGA(Ball Grid Array)가 핀 개수가 많은(HPC) 장치로 여겨졌다. 하지만 2014년의 BGA 장비는 최대 3,700개의 터미네이션을 가지게 되었다. 마찬가지로, 하단 터미네이션 부품(BTC, Bottom-terminated components)은 1990년대에 단지 12개 정도의 핀만 가지고 있던 것에서 오늘날에는 200∼300개의 핀을 가지는 것까지 진화됐다.
이와 함께 패드 피치는 몇 년 전만해도 1∼1.5㎜에서 오늘날에는 0.4㎜ 이하로 축소되는 등 소형화가 진행되고 있다. 대부분의 생산 PCB의 경우, PCB 비아 피치, 비아 기술(예를 들어, 적층된 비아) 및 2.5∼3mils의 라인 피치 등 다양한 요소에 의해 패드 피치가 제한을 받고 있다.
또 다른 동인으로는 속도를 꼽을 수 있는데, 상이한 전력 도메인을 위한 전력 및 접지 핀과의 혼합 신호 통합 및 전력 증대가 진행되고 있다.
또한 PCB 설계자들은 디커플링을 개선하기 위해 수동 소자가 되도록이면 칩의 전력 및 접지 핀과 근접하기를 바란다. 최종적으로는 속도 및 신호 무결성을 높이기 위해 칩 간의 간격을 줄이고 있다. 더 낮은 비용으로 보다 높은 성과를 내려면 BTC가 필요하다.
Tier 1 OEM은 최근 복잡한 고성능 제품을 출시하는 데 필요한 기술을 개발하기 위해 EMS 사업자에 대한 의존도가 증가하고 있다.
하지만 OEM 및 EMS 사업자가 해결하기 위해 노력 중인 주요 기술 도전과제 중 몇 가지에는 BTC에서의 보이드 최소화, 재작업을 위한 충분한 공간을 보유하면서 부품 간의 피치 감소, 연결에서 head-on-pillow 결함 제거, 고온에 사용되는 PCB의 견고성 향상 및 석유/가스 폭발 등의 부식성 산업 환경 등이 있다.
이러한 문제는 터미네이션 수가 증가하고 패드 피치가 감소함에 따라, SMT 프로세스에서 눈에 띄는 혁신적인 발전을 지속적으로 가져오고 있다.
이에 「SMT」지 최신호에서는 2014년 일부 SMT 기술 발전에 대해 검토해 보고 2015의 도전과제에 대해 예측했다.
