비납 솔더링의 신뢰성: ”오로지 욕심만 추구한다”는 비난을 받고 있는 Dr. Ron

2011년 7월 25일, 월요일 / Dr. Ron Lasky 작성[이력 참조]

안녕하세요,

비납(납을 사용하지 않는) 솔더링의 신뢰성과 관련한 흥미로운 사건들에 관해 말씀 드릴께요.

칼 세이건(Carl Sagan) 이 말했던 것을 최근에 떠올리면서, 사실 그가 말한 건 아니지만요: 수십 억 그리고 또 수십 억(Billions and Billions)  그와 아주 깊은 연관성을 갖고 있는 이 말을 사실 그가 직접 한 적은 없습니다. Sagan 은 조니 카슨 (Johnny Carson) 이 그를 놀리면서 이 말을 사용했기 때문에 그렇게 된 것으로 믿고 있습니다.

 
Sagan 과 같은 급으로 비교할 수는 없겠지만, 지금 저는 “비납 솔더는 대단한 성공작”이란 말과 불공정하게 연결되어 있는 것으로 생각됩니다. 어느 블로그 포스트에서 이에 관하여 요약 설명을 한 적이 있는 롭 스파이글(Rob Speigel) 의 인터뷰에서 비롯된 것입니다.

Speigel의 포스트를 읽어 보시면, ”비납 솔더는 대단한 성공작” 이란 말은 Rob의 말이지 제가 한 것이 아니라는 것을 알게 되실 겁니다. 사실 Rob 의 포스트는 IPC의 Technet 에 일련의 추가 포스트가 이어지는 결과를 불러 왔었습니다.

어느 분의 의견입니다:

"비납 솔더는 대단한 성공작”이란 무책임한 언급을 관과해서는 안됩니다. 모든 상반된 증거에도 불구하고 그러한 언급을 하는 사람들에 반드시 주목을 해서 오직 욕심만을 차리는 것으로 취급해야 합니다. 비납 솔더링이 다수의 “수 천 달러” 상당의 성공을 이룬 것은 사실입니다.

그런 언급을 하는 사람들이 한 일에 반박을 할 가치 조차도 없다는 것을 잘 알고 있습니다. 솔더 페이스트의 제조사와 계약을 맺고 있는 PhD 들에게는 “대단한 성공작”이 될 수도 있겠지만, 매일 방 안에 앉아서 커져만 가는 신뢰성이란 코끼리와 그로 인한 결과의 낙진에 대처해야 하는 문자 그대로 다른 수 천 개의 회사들로서는 분명히 “대단한 성공작”이 아니었습니다.” 

와우!

다른 분의 의견은 이렇습니다:

“저는 이 기사에 표현된 PWB 에서의 언급되고 암시된  RoHS의 영향에 대해 동의하지 않습니다. 비납 조립은 신뢰성이 50% 정도 떨어집니다. 의심할 여지도 없습니다. 비납 조립이 신뢰성을 심각하게 저하시킨다는 연구결과는 수도 없이 많습니다. Rod 의 주장이 거의 웃음거리 수준이라는 신뢰성의 감소에 관한 정말 많은 연구결과도 있습니다. 우리는 이제 높은 조립온도에서 비롯되는 동의 상호연결성 및 유전체 재질의 불량 증가에 직면하고 있습니다. CAF에 대한 지지, 심각한 동의 융해 및 조립과정에서의 구멍 형성 등에만 몰두하는 일이 늘고 있습니다. 모든 HDI 어플리케이션에서 비납으로 전환하는 것은 심각한 문제를 야기할 수 있습니다. 비납 조립은 필요한 온도, 동의 상호연결성 및 과장된 유전체의 z축 확장성 등으로 비롯되는 PWB 의 유기적 성분(에폭시)의 불량에 심각한 영향을 받습니다.”

많은 관련 신뢰성 연구결과에 관한 사본을 요청했습니다. 하지만 아직 응답은 받지 못했습니다.

드디어 누군가가 문제의 핵심을 건드렸습니다:

 "대단한 성공작" 이란 말이 Dr.Lasky 가 한 것인지, 아니면 Rob Spiegel 의 편집에 의한 것인지 궁금하네요. Lasky는 장기적인 자료의 부족에 대해 언급하였고, Speigel 은 본인의 코멘트에서 다수의 신뢰성 문제들을 나열했으니까요. 그런 말들은 아무도 진정으로 믿지 않는 ISTM 입니다.

맞아요!, 감사 드립니다. 

다음은Technet 에 올린 저의 응답입니다:

여러분,

Pete 의 말이 맞습니다. 저는 비납 솔더의 적용이 대단한 성공이란 말은 한 적이 없습니다. Rob이 그의 블로그 포스트에서 한 말이지요.

저는 여러 번에 걸쳐 서비스 수명이 5년 미만인 휴대전화, PC, 휴대용 전자기기 등과 같은 소비자 제품들에서의 적절한 비납 신뢰성에 관하여 언급한 적이 있습니다. 이러한 신뢰성의 수준은 많은 연구를 통해, 그리고 더욱 중요한 것은, 실제로 수집된 필드 자료를 통해 증명된 것입니다. Motorola 의 Vahid Goudarzi 는 비납으로 조립된 휴대전화의 필드 신뢰성은 납을 사용하여 조립된 제품과 같거나 더 좋다고 언급하였습니다. 그의 자료는 2001년부터 시작된 것입니다 (2006년이 아닙니다. Motorola 는 아래에 설명한 이유로 인해 일찍 시작했었습니다).

Motorola 가 일찍 비납 제품을 생산하기 시작한 것은 비납 솔더가 잘 도포되지 않기 때문이었습니다. 이같이 좋지 않은 도포성으로 인해 Motorola 는 납 공간을 부족하지 않으면서도 감소시킬 수 있었고, 그로 인해 좁은 공간에서도 전기적인 기능을 향상시킬 수 있었습니다. 더 좁은 공간에서의 향상된 기능은 휴대 전자기기들에서는 결정적인 요소이기 때문에, 이와 같은 비납 솔더의 장점을 간과할 수 없는 것입니다. 비납 솔더의 좋지 않은 습성으로 인해, 다른 측면, 특히 웨이브 솔더링에서 구멍을 채울 때 어려움이 있는 것은 인정하지만, Motorola Droid X2 는 너무 많은 단축으로 인해 납을 사용한 솔더로는 조립을 할 수 없었습니다. iPhone 과 다른 유사한 기기들의 패키징 밀도도 Droid X2 와 거의 같은 수준이기 때문에, 이러한 언급은 대부분의 모바일 기기들에 적용될 것으로 생각합니다.

저는 또한 여러 차례 장기간에 걸친 서비스 및 성능을 중요시 하는 기기들에서의 비납 신뢰성은 아직 증명되지 않았음을 언급한 바 있습니다. 따라서, 현 시점에서 이런 유형의 기기들에 비납 솔더를 적용하는 것을 고려해서는 안됩니다.

저는 정기적으로 이들 토픽에 관해 저의 블로그에서 다루고 있으니 참조하세요: (http://blogs.indium.com/blog/an-interview-with-the-professor). 가장 최근의 포스트에는 납을 사용한 솔더의 도포성 – 휴대용 전자기기들에게는 너무나 “좋은” – 을 보여 주는 충격적인 사진을 올려 놓았습니다.

힘내세요,

Dr, Ron

사진은 Carl Sagan 의 저서 Billions and Billions 입니다.

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