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주석 도금피막에 관련한 위스커 발생 및 성장

전문가 제언: ○ 전자부품의 표면처리에는 Sn이나 Sn합금도금이 널리 적용되고 있다. 이 Sn도금은 우수한 솔더링 특성, 내식성, 접촉 도전성을 갖는 반면에 고양이 수염모양의 위스커와 작은 덩어리 형상의 돌기가 발생하여 성장하기도 한다. 이러한 위스커 현상이 처음 발견된 것은 1950년 미국의 군용기의 추락 사고를 유발한 통신장비에서 발생한 것으로 발표되었다.

○ 1950년대 말경에 Pb를 첨가하여 위스커 발생을 방지할 수 있다는 연구결과가 보고된 이후, 세계적으로 Sn-Pb합금도금이 개발되기 시작했다. 이러한 합금도금을 발견하면서부터 일부 위스커 발생의 원인에 대해서는 연구가 드물게 진행되어 왔다. 하지만 최근 나노패턴과 미세회로 추세의 스마트폰이 개발되면서부터 위스커 성장방지에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

○ 2013년 국내 첨단 헬로티 표면실장 기술자료에 의하면 무연 솔더는 Sn-Ag, Sn-Bi, Sn-Cu의 3종류를 들 수 있고, 이러한 합금도금은 열처리를 실시하지 않고서도 장기간 실온에서 보관하더라도 위스커가 발생하지 않는다고 보고되고 있다. 위스커는 피막형상의 주석표면에서 발생, 성장할 뿐만 아니라 주석 도금피막으로 피복된 도선이 다른 재료와 접합되어 합금화된 계에서도 확인된다. 위스커는 2000년 국내의 알루미늄 전해콘덴서나 필름콘덴서 의 도선에서 납이 이탈됨에 따라서 문제가 발생한 적도 있다.

○ 2014년 말경에, 인천 남동공단에 위치한 (주)엠피디 사에서는 수출용 통신기 접전부에서 위스커가 발생하여 클레임을 초래하였다. 이에 필자는 도금현장을 방문하여 위스커 발생 원인과 대책에 관한 기술지원을 실시하한 결과, 2015년 현재 위스커 발생에 관한 품질불량 문제가 해소되었다는 통보를 받았다. 이에 향후 고경력 과학기술자를 활용한 중소기업의 도금현장 니즈정보 기술지원이 더욱더 활성화 될 것으로 사료된다.

저자: Koji MURAKAMI, et al,
자료유형: 학술정보