Indium 사의 블로그

무연 2015년

Monday, June 1, 2015

여러분,

7월이면 RoHS 도입 9주년을 기념하게 된다는 사실이 믿기지 않습니다. 최근에 제가 보스톤 SMTA 지부에서 “ 2015년의 무연 상태: 하나의 관점"이란 제목으로 발표 요청을 받은 것은 시기 적절해 보입니다.

75분 짜리 발표 전문 개요는 좀 긴 것 같아서 제가 답번했던 세 가지의 “질문”에 관해 논의하겠습니다.

1. Q: 솔더에 납 사용을 금지한 RoHS를 도입한지 거의 9년이 되었습니다. 무연 어셈블리는 이 문제를 어떻게 해결했습니까?

A: RoHS가 발효된 이후 중요한 신뢰성 문제 없이 7조 달러 이상의 전자제품이 생산되었습니다. 2001년 이래 무연 기기를 수 억 달러 어치 판매한 회사의 한 고위 직원은 현장 신뢰도에 아무런 변화가 없었다고 보고했습니다.

그러나 무연 어셈블리를 업계에 구현하는 데 수반되었던 난점을 과소평가해서는 안됩니다. 이 전환을 위해 수 백억 달러가 들어갔습니다. 그뿐 아니라, 헤드-인-필로우와 그레이핑 결함 등 주석-납 어셈블리에서는 흔치않았던 오류 모드가 발생했습니다. 그러나 어셈블리 기술자들은 공급업체와 협력하여 열심히 노력한 결과 거의 문제가 발생하지 않는 무연 어셈블리를 개발했습니다.

어떻게 제가 거의 문제가 없는 무연 어셈블리라고 말할 수 있냐고 묻는 사람이 있을 수 있습니다. 다트머스대를 위해 매년 수 백만 달러어치 전자제품을 구입하는 사람들 가까운 곳에 제 사무실이 있습니다. 몇 년 전에 저는 무연으로 전환한 후 전자제품 성능에 대해 그들이 어떻게 생각하는지 물었습니다. 그들은 “무연이 뭡니까?”라고 반문했습니다. 수 백만 달러어치 전자제품을 구입하는 사람들이 무연이란 말을 들어본 적이 없을 정도라면 큰 문제가 있을 수 없습니다.

2. Q: 무연 재료의 구입이 어려울 경우, 군대, 의료, 우주항공 등에 종사하는 어셈블리 기술자들은 지속적으로 면제됩니까?

A: 대표적인 문제점은 특히 BGA 볼과 같은 주석-납 성분의 부품을 구입하는 것입니다. 많은 어셈블리 기술자들은 추가 비용에도 불구하고 이제는 익숙한 기술인 BGA 리볼링을 사용합니다. 해가 갈수록 매체의 장기적인 무연 신뢰성에 대한 확신이 강해지고 있으므로 일부 면제 품목은 무연으로 전환될 수 있습니다. 그러나 업무 수행에 필수적인 40년 신뢰성 요건의 애플리케이션은 전환 시 극도의 주의를 기해야 한다고 생각합니다. 가속 시험에서 발견되지 않았던 미세한 신뢰성 문제가 40년 후에 나타날 수 있습니다. 노화가 그 중 하나의 문제입니다. 상온에서 솔더는 절대 눈금(300K/573K = 0.52)에 따라 용융 온도의 50% 이상입니다. 따라서 노화는 상온에서 발생합니다. 일부 연구에 의하면, 무연 합금은 주석-납 합금에 비해 노화의 영향을 더 많이 받을 수 있습니다.

3. Q: 귀하는 무연 어셈블리에 몇 가지 잇점이 있다는 주장을 했다고 들었습니다. 사실입니까?

A: 맞습니다. 무연 솔더는 주석-납 솔더에 비해 플로우 및 스프레드가 떨어집니다. 이러한 특성으로 인해 홀 필 인 웨이브 솔더링 및 기타 어셈블리 난점이 유발할 수 있습니다. 그러나 이러한 불량 웨팅 및 스프레딩은 아래 도판에 예시된 바와 같이 쇼팅의 우려 없이 PWB에서 패드의 공간을 더 조밀하게 할 수 있습니다. 귀하의 휴대폰이 주석-납 솔더로 조립된다면 크기가 더 커질 가능성이 있습니다.