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저은 무연솔더의 특징과 고신뢰성화

전문가 제언: ○ 솔더는 전자기기 제조에 있어서 빠뜨릴 수 없는 접합재료이다. 종래의 Sn-37%Pb합금솔더의 융점은 183℃로 낮고, 젖음성이 양호하여 오래전부터 산화방지나 전자부품접합용으로 널리 사용되어 왔다. 하지만, 최근 솔더를 사용한 전자기기를 폐기하면 산성비에 의해 유연솔더에 함유된 납(Pb) 성분이 용출되어 지하수를 오염시키고, 인체에 흡수되면 지능저하를 유발한다.

○ 최근, MP3, 내비게이션, PMP휴대용 이동통신기기 사용량이 증가하면서 무연솔더가 부품접합에 사용되고 있다. Sn-3%Ag-0.5%Cu무연솔더는 Ag 가격이 비싸고, 융점이 217℃로 종래의 유연솔더보다 높다. 내열성이 요구되고 있는 회로기판과 부품을 접합할 때 열응력이 증대하는 등, 신뢰성에 관한 문제로 이어질 위험이 있다.

○ 전자제품의 경박단소 미세화, 고밀도화를 생각하면 실장부품과 기판주위의 열부하가 적은 저온실장용 무연솔더링 기술의 확립이 필요하다. 일본은 Sn-Bi무연솔더를 개발하였지만 휴대제품의 낙하 충격성이나 자동차 내비게이션, 프린트기판의 유연성이 요구되는 반도체 등, 안전성과 접합신뢰성이 요구되는 첨단부품에는 적용의 위험성이 내재해 있다.

○ 국내 시화공단의 알파메탈은 2010년부터 저융점 무연솔더를 S전자 디스플레이 사업부와 해외에도 월 수십 톤 이상 공급하고 있다. 최근 플렉시블 디스플레이 프린트기판 생산량이 늘면서 1차 및 2차 벤더들까지 구매하고 있는 실정이다. 무연솔더 사용량은 연 1,000톤 정도이며 이중 600~700톤은 국내 업체들의 해외사업장에서 소비하고 있다.

○ 2004년 반월공단의 삼화비철공업주식회사에서는 217℃ 이하의 콘덴서용 중온계 Sn-Ag-Bi-In무연저온솔더를 특허로 등록하고 있다. 최근, 서울합금에서도 Sn-Ag-Bi-In무연저온솔더를 개발공급 중에 있다. In을 6&첨가하면 융점을 10℃ 낮출 수 있어, 접합성과 부품의 열충격을 감소할 수 있다. 향후, In을 첨가한 저융점 솔더합금이 첨단부품접합에 사용량이 증가할 것으로 사료된다.

저자: Tadashi Takemoto
자료유형: 학술정보