고전력 애플리케이션에서 솔더 접합 성능의 자연적인 한계 소개

약속했던 대로, 여기 저의 동료인 팀 젠슨 및 서니 니오와 공동 저술한 논문에서 일부 발췌한 내용이 있어요. 팀은 최근에 SMTA PanPac에서 이 논문을 발표했어요. 논문에서는 InFORMS®가 기포발생을 감소하고, 신뢰성을 향상시키며, 고전력 애플리케이션에서 솔더 성능을 강화하도록 여러분을 도와줄 수 있는 방법을 논의하죠.

솔더 접합은 전에 해 본적이 없었던 고전력 애플리케이션에서 문제가 됩니다. 구성요소와 기판 사이에 기계 및 전기적인 상호 연결을 제공하면서, 솔더 접합은 상당한 양의 열을 분산시키는 데도 도움이 되요. 아래 개략도는 열 흐름에 영향을 미치는 요인들을 보여주죠.

일부 솔더는 열전달 물질로서 그의 역할을 매우 잘 수행하죠. 예를 들면, SAC 솔더는 약 35W/mK의 열 전도성을 가져요. 이에 비해, 열 그리스는 종종 1–5W/mK 범위에 있어요.  그러므로, 솔더는 전력 장치에 의해서 생성된 열을 훨씬 더 잘 분산시킬 수 있어요. 접촉 면적은 솔더가 잘 되는 또 다른 영역이에요. 인터페이스에서 금속간 본드 형성시, 접촉 면적은 솔더 대 열 그리스의 사용으로부터 실제로 이익을 얻어요.

솔더 접합의 열 성능을 잠재적으로 저해할 수 있는 면적은 본드 라인 거리가 포함되죠. 솔더 공정은 금속이 용융되는 것을 포함하기 때문에, 표면 장력으로 인해서 구성요소가 용융된 솔더 상에 떠있어요. 불행히도, 구성요소가 용융된 금속 위에 떠있을 때, 구성요소가 응고 시에 평행을 유지할 것이라는 보장이 없어요. 이 평행성 부족이 핫 스팟을 초래할 수 있어요. 추가로, 이러한 제어 부재가 또한 장치마다 열 성능 가변성을 만들죠.

열 성능에 부정적인 영향을 미치는 또 다른 것은 솔더 접합 내에 기포발생이에요. 솔더가 열을 매우 잘 전달하더라도, 큰 기포가 절연체 역할을 하고 열 전달을 현저하게 늦춥니다.

이 주제에 대한 더 자세한 내용은 2월 16일에 꼭 확인해 주세요. 제가 InFORMS®의 기술 발전에 대해서 말씀 드릴께요.

그럼 다음 시간까지,

아담