클립 본딩 다이 접착용 무세정 납땜 페이스트

저는 말레이시아에 가서 우리 회사의 납 함량이 높은 납땜 페이스트 NC-SMQ75를 수년간 사용하고 있는 큰 고객을 만나고 방금 돌아왔습니다. 그곳에서 놀라운 일은 없었지만, 많은 동력 다이 접착 어플리케이션에서 NC-SMQ75 납땜 페이스트를 세정이 필요없는 재료로 사용할 수 있다는 사실을 알지 못하고 있는 사람들이 많더군요.   저[ACM]는 쿠알라 룸푸르에서 지역 기술담당 매니저로 있는 제 친구 SzePei Lim [SPL]와 이 획기적인 NC-SMQ75 페이스트에 대해 대화를 나누었습니다:

[ACM] NC-SMQ75에 대해서 말해 주세요. 이것은 어떤 점에서 독특한 소재입니까?

[SPL] Indium의 NC-SMQ75 무세정 다이 접착 납땜 페이스트는 Indium Corporation이 생산하는, 새롭게 부상하고 있는 소재들 중의 하나이며  “ULR” (ultra-low residue. 잔류물이 극히 적은) 플럭스를 기반으로 하고 있습니다: 리플로 후의 잔류물 레벨이 4% 이하입니다. NC-SMQ75는 중량의 약 4%의 플럭스만을 남깁니다: 따라서 무게의 약 0.4%, 90%w/w의 금속 납땜 페이스트입니다.  이것은 우리가 아는 한, 동력 반도체 조립 업계에서 많이 사용하는 것들 중에서 잔류물이 가장 적은 납땜 페이스트입니다. NC-SMQ75 무세정 납땜 페이스트는 클립식 리드프레임 및 리드프레임 기반의 클립 접합 스택 다이 같은, 동력 기기용 리드프레임에 사용하는 다이 접착 어플리케이션의 우리 회사 베스트셀러입니다.  디스펜싱이나 프린팅에 적용할 수 있으며, 포밍 가스나 니트로겐 환경에서 리플로 할 수 있습니다.

[ACM] 고온 동력 반도체 다이 접착 어플리케이션에서 “무세정”이란 어떤 의미입니까?  표준 무세정 납땜 페이스트와는 용도가 매우 다릅니다.

[SPL] 여기에는 몇 가지 커다란 차이점이 있습니다: 동력 반도체에서는 표면실장기술 (SMT)에서 처럼 전류가 인접한 전도체 사이로 흐르는 것이 아니라 수직으로 흐릅니다 (위에서 아래로 또는 그 반대로). 그 외에 패키지는 고체가 채워진 에폭시 기반의 소재를 사용하여 오버몰드 되어 있습니다.   

따라서 고압과 얇은 다이가 결합하여 다이 전체에 상당한 전계강도를 줍니다.  그러므로 단단한 양성의 잔류물 및 낮은 저항률(좋은 전기적 속성)을 가진 ULR 플럭스가 매우 중요합니다.  이러한 유형의 잔류물은 또한 오버몰딩 화합물에 훌륭히 결합할 수 있도록 해주며 열 사이클과 MSL 시험 중의 박리를 방지합니다. 무세정 어플리케이션에서 이 페이스트를 사용하는 고객들은, 일단 리플로 프로필이 최적화되어 보이딩 레벨과 잔류물 레벨이 최소화 되면 오버몰드된 최종 화합물이 자동차를 포함하여 여러가지 유형의 어플리케이션에 사용하기에 알맞게 된다고 보고하고 있습니다. 

[ACM] ULR 무세정 납땜 페이스트와 감소된 보이딩 간에 상쇄되는 부분이 있습니까?

[SPL] 고객들이 보이딩을 최소화 하기 위해 리플로 프로필을 최적화 할 때는 조심하셔야 합니다. 이는 ULR 페이스트는 물론 다른 유형에도 해당됩니다. 그러나, NC-SMQ75는 많은 소형 다이 어플리케이션, 특히 10 x 10mm 이하에서 총 보이드 5% 이하로 리플로할 수 있음을 거듭 입증해 보이고 있습니다 .

[ACM]일반적으로 납땜 페이스트는 리플로 때 심하게 "질질 흘러" 와이어 본딩 패드에 바람직하지 않게 플럭스가 튀게 합니다. 와이어본드 어플리케이션에서도 이것을 무세정 페이스트로 사용할 수 있습니까?

[SPL] 그렇습니다. 놀랍겠지만, 극히 잔류물이 적다는 이 특징은 NC-SMQ75가 진정한 무세정 페이스트로 사용될 수 있도록 해줍니다. 심지어 차후 단계에 와이어본딩이 포함되는 동력 다이 접착에서도 사용할 수 있습니다. 저희는 페이스트 디포짓 설계 및 배치를 최적화 함으로써 와이어본드 패드에 플럭스가 튀는 문제를 최소화한 고객들을 접한 경험이 많습니다.  또한 필요할 경우 지도해 드릴 수 있습니다.  이것은 대개 부품당 와이어본드 패드가 5개 이하인 어플리케이션에서 가장 효과를 발휘합니다.

[ACM] 무세정 동력 어플리케이션에 대해 NC-SMQ75를 감정할 때  취해야 할 특별한 예방조치가 있습니까?

[SPL] 동력 반도체 기기 종류들은 빠른 속도로 발전하고 있습니다. 기기의 전자적 수요가 고객들을 얇은 와이어본드로부터 보다 강력한 구리 클립 기반의 어플리케이션으로 몰고 있기 때문이죠. 다이 역시 더 얇아지고 있습니다. 50 마이크론까지 내려간 경우도 더러 있지요. 적용할만한 업계 표준 시험 방법이 전혀 없는 모든 다른 어플리케이션들과 마찬가지로, 다수의 부품 배치 및 페이스트 배치의 대규모 시험이 권장됩니다. 최종 조립 과정에서 납땜 페이스트의 유용성에 대한 확실한 결정을 할 수 있도록 충분한 데이터를 마련하기 위해서 그렇습니다.   

가끔 특정 유형의 반도체 다이와 화합되지 않는 경우가 있지만, 아주 드문 문제로 알고 있습니다. Indium Corporation의 기술 담당 직원들이 감정 과정 동안 고객을 도와 어떤 점을 주의해야할 것인지 안내해 드릴 수 있습니다.   게다가 저와 많은 제 동료들은 무세정 다이 접착 어플리케이션에서의 NC-SMQ75 사용에 대해 풍부한 경험을 가지고 있습니다. 최종적으로 리플로된 플럭시 잔류물과 다른 종류의 오버몰딩 화합물과의 양립성은 대체로 매우 좋습니다. Hitachi, Panasonic 및 다른 것들도 적합하지만 Sumitomo G700 시리즈가 최고 중의 하나로 꼽힙니다.

고온 어플리케이션용으로 개조된 표준 컨벡션 오븐을 사용하는 고객들은 N2 유동률이 안정적이고 오븐 전체에 걸쳐 제어된 낮은 ppm의 산소 수준이 유지되도록 해야 합니다.

[ACM] 동력 반도체 기기용으로 낮은 보이딩에 잔류율이 지극히 낮은 무세정 페이스트가 새로 개발되고 있는것으로 아는데요: 사실입니까?

[SPL] 그렇습니다. Ning-Cheng Lee 박사가 이끄는 미국과 중국의 당사 연구개발팀이 이 시장에서 그밖에도 많은 무세정 다이 접착용 납땜 페이스트를 개발하고 있습니다.  이중 몇 가지는 당사의 새 HTPbF (고온 무연) 드롭인 다이 접착 페이스트, BiAgX® 소재에도 적용할 수 있을 것입니다. 그렇지만 완성되려면 아직 몇 달은 더 기다려야 합니다.

SzePei, 가르쳐 주셔서 감사합니다. 지난 달에 선물로 주신 월병 잘 먹었습니다. 추석 명절 즐겁게 지내세요.

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