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복합 리플로우 공정시 솔더접합부의 보이드를 낮추는 방법

전문가 제언: ○ 본 발명은 복합 리플로우 공정에서 액체 플럭스를 사용하지 않고 솔더접합부의 기공을 낮출 수 있는 솔더링 기술에 관한 것이다. 특히 인쇄회로기판(PCB)의 다이와 히트 스프레더 사이에 액체 플럭스 대신에 고체로 된 솔더를 도포하여 무연(Pb-free) 솔더링기술을 확보하였으므로 향후 본 자료의 활용가능성이 상당히 높을 것으로 사료된다.

○ 국내관련 기업체에서 무연솔더링 기술을 정착시켜 나가기 위해서 고려해야 할 기능은 ① 젖음성이 좋아야 하고, ② 접착력이 좋아야 하고, ③ 리플로우 통과 이후 보이드 현상이 없어야 한다. 이러한 기능인자에 영향을 미치는 것은 솔더크림만이 아니고 부품의 리드재질이나 PCB의 재질, 특히 리플로우의 온도 프로파일에 좌우된다. 본 발명의 내용은 이러한 기능을 향상시키는데 매우 중요한 자료가 될 것으로 사료된다.

○ 무연 솔더는 기존 공정의 솔더보다 융점이 높고 솔더링 시에 온도의 균일성이 더욱 요구된다. 솔더크림은 용융점이 높아질수록 솔더링 특성이 좋아지지만, 부품의 경우는 온도가 너무 높으면 열에 의하여 부품이 손상을 입거나 파손될 수 있다. 온도 프로파일의 상승에 따라 솔더가 산화되면서, 리플로우 예열존이 지나치게 많아지면 오히려 PCB에 악영향을 끼칠 수 있다. 특히 무연 생산공정의 구축에 가장 핵심적인 장비가 리플로우인데, 향후 국내관련 기업체에서 리플로우에서 가장 중요한 항목인 온도 프로파일 관리에 집중적인 정보수집과 기술개발이 필요할 것으로 생각된다.

○ 현재 국내외에서 적합한 무연 솔더링 재질로 주로 Bi, Zn, Cu, Ag, Sb 등이 다양하게 검토되고 있다. Bi는 다른 재질에 비해 215℃의 낮은 용융점을 가지고 있으며 젖음성 및 특성이 좋지만, 냉각 시에 문제점이 있고 Zn은 가격이 낮은 장점이 있지만 보관 시에 플럭스가 자연 소모되면서 젖음성이 떨어지는 단점이 있다. 특히 인듐이나 인듐합금 등의 무연 솔더링 재질로 적용한 본 발명내용을 참고로 하여, 국내관련 기업체에서는 무연 솔더링 재질의 개발에 대해 국제적인 경쟁력을 확립해 나가야 할 것이다.

저자: INDIUM CORPORATION
자료유형: 특허정보