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솔더용 알루미늄판의 특성 및 위스커 현상

전문가 제언: ○ 무연 솔더접합부에 발생하는 마이크로 편석, 리프트 업 현상, 응고균열, 랜드의 박리 등의 결함은 솔더이음부의 기계적 성능을 크게 떨어뜨리며 특히 도금막에 발생하는 수염형태의 단결정인 위스커는 고온보다는 실온에서 발생하기 쉬우므로 SnPb 솔더를 무연 솔더로 대체하는 과정에서 나타나는 Sn 위스커의 발생을 억제하는 것이 필요하다.

○ 도금에 내부응력이 발생하고 이것이 표면의 국부에 집중하여 해방되면서 확산을 수반하여 Sn 위스커가 성장을 하게 된다. 이와 같은 위스커의 발생 기구는 계면화합물(Cu6Sn5)의 국부적 형성, 도금의 결정립 크기, 계면의 요철 형태의 상처, 계면산화피막 상태, 합금원소, 외부로부터의 가압력 등과 밀접한 관계를 갖는다.

○ 위스커의 발생 경향은 도금부의 기지금속에 따라 달라지는데 황동〉Cu〉Ni〉Fe 순이다. 위스커의 발생을 방지하기 위해서는 도금 후 열처리 또는 용융처리를 하는 것이 효과적이다.

○ 광택제를 첨가한 도금욕에서 전석(電析)될 때 전착력에 의한 도금막의 변형, 항온항습시험에 의한 산화막의 성장, 모재와의 확산, 기계적인 응력 등에 의해 도금막중에 존재하는 압축응력은 위스커의 발생에 필요한 구동력이 되므로 이를 방지하는 것이 중요하다.

○ 위스커를 포함한 마이크로 편석, 리프트 업 현상, 응고균열, 랜드의 박리 등의 결함의 발생에 영향을 미치는 인자는 플럭스, 솔더, 모재, 기판 등이 포함된 재료인자와 솔더링 장치/공법, 솔더링 가열곡선, 솔더링 전처리 등의 공정인자가 있다. 향후 환경친화적인 무연솔더링 접합부의 품질을 확보하고 전자기기의 신뢰성을 높일 수 있도록 고부가가치의 마이크로접합 기술개발을 확립해 나가는데 주력하여야 할 것이다.

저자: Shunsuke Kawano
자료유형: 학술정보