고온에서 용해되는 비납 솔더 페이스트

2011년 8월3일, 수요일 / Andy Mackie 작성 [이력 참조]

이닝쳉 박사 (Indium Corporation의 기술 담당 부사장)가 파워 반도체의 주조 부착과 같은 고온의 비납(납을 사용하지 않는)[HTLF] 어플리케이션에서의 솔더 기술에 관하여 그의 팀이 작성해서 발표를 앞두고 있는 훌륭한 논문 한 편을 제가 검토할 수 있도록 해 주었습니다. 이 박사는 상해에서 개최될ICEPT-HDP 컨퍼런스(2011년 8월)에서 이 논문을 발표할 예정입니다.

그의 작업에 기반이 되고 있는 것은260C에서도 용해되지 않는 (즉, 경계사선> 260C) 솔더로서, 이론적으로는 해당 성분들이JEDEC/IPC J-STD-020D-.01당 MSL 레벨 1 테스트를 통과할 수 있도록 하지만, 보통 다양한 종류의 단점을 갖고 있습니다. 거기에는 비용, 산화에 대한 민감도, 좋지 않은 습성, 그리고 과도하게 높을 것을 요구하는 환류 온도 등이 포함됩니다. 일부의 엔지니어들에게는 높은 용해온도(공융 m.p = 280C)와 뛰어난 열 전도율을 갖고 있는 금/주석 (공융 80Au/20Sn 합금 또는79Au/21Sn) 합금이 아직까지 유일하게 적용할 수 있는 방안이기는 하지만, 계속 상승하는 금값은 많은 사람들로 하여금 가능한 다른 대안을 찾도록 압박을 가하고 있는 상황입니다.

이 박사팀의 혁신적인 방안은 BiAgX® 로 불리는 복합적인 솔더 접근방식으로서, 솔더 성분의 하나를 용해시켜서 기판의 표면에 금속간 물질을 형성하고, 그 다음에는 그 자체가 페이스트의 주요 합금 성분에 의해 습기를 갖게 하는 것입니다.

표준89%Bi/11%Ag 합금에 비해 습성/솔더의 용이성에 있어 BiAgX®가 향상된 것임을 보여 주는 가장 극적인 증거는 산화된 순수한 동 및 합금42로의 환류를 보여 주는 사진들(오른 쪽)입니다.

표준 인달로이 151 (92.5Pb/5Sn/2.5Ag) 및171 (95Pb/5Sn)에 비해 열 순환에서도 극적인 개선이 있었는데, 이에 관해서는 그 팀과의 추가적인 의견교환을 기대하고 있습니다. 더 자세한 정보를 얻으시려면, 이 박사의 프레젠테이션을 보시거나 그의 논문을 읽을 것을 추천합니다.

항상 그렇지만, 위에서 언급된 내용 중 금속의 퍼센티지는 모두 질량 단위에 의한 것이 아니라 무게 (%w/w)에 따라 표시된 것임을 염두에 두시기 바랍니다.

힘내세요!  Andy

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