[리딩 테크놀로지 2003](13)무연 솔더링 기술
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작성일 23-05-05 16:40
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[리딩 테크놀로지 2003](13)무연 솔더링 기술
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수년안에 납 등 유독성분을 내뿜어 환경을 오염시키는 부품들은 세계시장에서 퇴출될 처지에 놓인 것이다. 이에 따라 부품·솔더 등에 납성분이 함유되지 않은 무연 솔더링 기술 개발이 주요 쟁점으로 떠오르고 있다아
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또 무연 솔더가 완전 용해되는 온도는 225∼235도 사이인데 기판이 견딜 수 있는 최대 온도는 230∼240도 사이여서 공정상의 온도허용 범위가 대폭 축소돼 정밀한 부품조립 공정제어 기술을 요구하게 된다
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<안수민기자 smahn@etnews.co.kr>
환경라운드가 처음 되면서 무연(free Pb) 솔더링 기술이 기업의 future(미래)생존을 좌우하는 核心기술 중 하나로 주목받고 있다아 유럽연합(EU)·日本 등 선진국들이 납성분을 포함한 전자제품에 대해 역내 진입불가 등의 강력한 규제를 늦어도 5년 안에 시행할 것으로 예측되기 때문이다
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이같은 기술적 어려움 때문에 아직까지 원가비용·녹는점·젖음성·내열성·접합강도 등 特性(특성) 측면에서 Pb-Sn 계열의 솔더를 완벽하게 대체할 만한 무연 솔더 기술은 나오지 않고 있다아 그럼에도 주석(Sn)·은(Ag)·구리(Cu) 등을 주축으로 한 Sn-Ag 계열, Sn-Cu 계열 등 새로운 합금 형태인 무연 솔더링 기술 개발경쟁은 생산현장에서 갈수록 치열하게 전개되고 있다아
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솔더는 기판에 각종 디바이스를 기계·전기적으로 연결하고 습기로부터 보호하는 역할을 한다. 때문에 내부열을 외부로 발산하는 등의 역할을 정상적으로 수행하던 상황에서 이를 무연솔더로 교체하는 것은 마치 인간이 살아 숨쉬는 데 필요한 공기 조성의 환경을 달리하는 것과 맞먹는 충격을 가져올 수 있다아
무연 솔더링과 기존 솔더링의 가장 큰 차이점은 더 높아진 녹는점이다.
따라서 무연 솔더로 대체하기 위해 비용, 녹는점, 피로저항성, 기판과 금속층간의 계면reaction 特性(특성) 등을 종합적으로 고려한 기술 개발이 국내외적으로 활발하다.
삼성전기의 한 관계자는 “선진국은 일찍이 무연 솔더링 기술을 생산라인에 적용할 만반의 태세를 갖춘 반면 후발업체들은 이제 걸음마 단계”라며 “무연 솔더링 기술 확보는 전자산업사에 한 획을 긋는 사안”이라고 말했다.
특히 부품 내부의 열손상은 전기적인 검사에서도 찾아내기 힘들어 자칫 고장을 수시로 유발하는등 제조물책임(PL)법의 피해자(?)가 될 수 있는 불씨를 안게 된다
그러나 기존 Pb-Sn 계열의 솔더가 이제까지 생산라인의 적용을 통해 신뢰성을 인정받는 등 솔더링 特性(특성)이 우수한 덕분에 널리 사용되온 터라 이를 무연 솔더로 대체하기란 녹록지 않다. 특히 플립칩·CSP·멀티칩모듈 등 패키징 기술의 발달로 각 요구조건에 맞는 솔더링 기술 확보가 환경무역장벽을 넘는 단초가 될 展望(전망) 이다. 무연 솔더는 합금의 조성에 따라 녹는점이 195∼227도로 Pb-Sn 계열의 솔더 녹는점(183도)보다 꽤 높기 때문에 생산라인을 다시 디자인해야 하는 등 기술확보의 어려움이 뒤따른다.
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