| 초록 |
선진국의 친환경 정책에 따라 현재 사용되고 있는 유연솔더(SnPb)의 사용이 '06년 7월부터 전면 금지된다. 유럽연합(EU)은 올 해 7월부터 자국 내에 사용되는 모든 제품에 대한 납, 수은, 카드늄, 6가 크롬 등 6개 물질에 대해 사용금지 조치인 “특정유해물질 사용제한 지침(RoHS)”을 발효한다. 이에 따라 전자제품 제조시 부품을 인쇄회로기판(PCB)에 부착하는 솔더링 공정 중 기존에 사용하던 유연솔더에 납(Pb)을 사용하지 않은 무연솔더(Pb-free solder)의 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 무연솔더는 기존에 사용하고 있는 유연솔더에 비해 신뢰성평가 및 접합성능 평가의 기준자료의 확보가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 무연솔더를 사용한 전자제품의 신뢰성평가시 적절한 시험방법과 시험시간을 제시하고 이에 따른 솔더 접합계면의 금속간화합물 형성 및 성장에 따른 접합강도의 변화에 대해 연구하였다. 실험에 사용된 시편은 표면실장형 부품(surface mount device, SMD)인 QFP와 칩저항기(chip resistor)를 Sn-40Pb 공정솔더와 Sn-3.0Ag-0.5Cu 무연솔더를 사용하여 FR-4 기판에 리플로우 솔더링 방법으로 실장하였다. 신뢰성평가를 위해 실장된 시편은 열충격시험(thermal shock test)을 -40℃～+125℃의 온도범위에서 각각 6분간 유지하였으며, 총 2,000 사이클 시험을 진행하였다. 열충격시험 시편은 주사전자현미경(SEM) 및 에너지분산스펙트럼분석(EDX)을 이용하여 시험시간에 따라 접합계면에 형성된 금속간화합물(intermetallic compound, IMC)을 분석하였으며, 유무연 솔더 접합부 접합강도를 측정하기 위해 QFP와 칩저항기 각각을 45° 리드인장강도시험과 전단강도시험을 실시하여 비교분석 하였다. 이로부터 열충격시험을 이용한 신뢰성평가에 요구되는 최적 시험시간과 접합강도 변화에 대해 연구하였다. |
