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첨단기술정보

파인세라믹스 기판의 열피로 시험방법에 관한 표준화

전문가 제언: 파인세라믹스 기판은 파인세라믹스와 금속판을 접합한 것이다. 이 제품은 전자장치의 파워 모듈이나 자동차용 전자제어 유닛에 많이 사용된다. 이것은 사용 중에 고온 또는 저온이 반복되면서 기판에 열피로(thermal fatigue)가 발생한다.

이때 열팽창계수의 차이로 말미암아 세라믹스 기판과 금속판 사이에 박리 현상이 생길 수 있다. 또 세라믹스에 균열이 발생하거나 파손될 가능성도 높다. 일본 파인세라믹스협회에서는 기판의 열피로 특성을 평가하기 위하여 시험방법, 시험조건, 평가방법 등을 연구하였다. 그 결과, 2012년에 JIS R1692 "파인세라믹스 기판의 열피로 시험방법“이 제정되었다

시험방법 중 시편은 길이 40㎜, 폭 10㎜ 크기의 파인세라믹스 기판 앞뒤에, 길이 17㎜, 폭 8㎜ 크기의 금속판을 각각 2장씩 접합한 것이다. 파인세라믹스 판 두께 t는 0.20~1.50㎜ 범위에서 8종류로, 금속판의 판 두께 tm은 0.125~0.6㎜ 범위에서 6종류를 정했다. 4점 꺾임강도를 측정하는 시편수 N은 열 사이클 수와 동일하게 10개 이상으로 했다.