21세기는 국경없는 기술 경쟁력의 시대다. 특히 반도체와 전자산업의 근간을 이루는 마이크로 접합 및 솔더링(soldering)의 기술력 확보는 우리 산업의 생존과 직결된다고 해도 과언이 아니다. 또 최근 국내외 전자산업과 정밀전자기기 시스템의 조립공정에서 그 중요성이 날로 부각되고 있는 마이크로조이닝 및 패키징 등에 관한 기술개발이 국내에서 활발히 전개되고 있다. ‘SMT/PCB코리아2002’ 기간중에 열리는 기술세미나의 주요 내용을 정리한다.편집자
<무연솔더링실장기술=에코조인 고명완대표)
최근 국내외 전자·반도체업계에서 이슈화되고 있는 무연(Pb free)실장기술은 미국·일본·유럽의 경우 기술확산단계에 돌입했으며 국내서도 국제 수출 경쟁력 확보를 위해 적극 대응하고 있다.
종래의 Pb-Sn 공정 솔더(solder)를 이용한 전자부품의 실장체계에서 무연솔더를 이용한 솔더링 실장체계로 전환하기 위해선 솔더의 조성 변경과 PCB의 표면처리 및 부품 리드의 도금에 대한 소재 변경과 더불어 제조공정기술의 변경이 요구된다.
또 솔더링 온도의 고온화에 따른 PCB설계의 최적화, 부품의 내열성 향상과 솔더링 온도의 균일화를 위한 솔더링 프로세서 및 장비의 최적화도 요구된다. 이같이 무연솔더링 기술의 적용에 따라 솔더와 부품단자의 도금과의 상합성·부품의 열적 손상 및 기존 생산 인프라의 대응 여부 등이 기술적 과제로 대두되고 있다.
무연 실장체계화를 위한 각 요소기술의 현황을 보면 먼저 솔더의 무연화 기술에 있어선 각국의 대형 프로젝트와 세트메이커·솔더메이커의 연구를 통해 플로(flow)솔더는 Sn-Cu계 및 Sn-Ag합금 솔더계, 리플로(reflow)솔더는 Sn-Ag 다원계 합금이 유망하다.
그러나 융점·젖음성·내산화성 등에 있어선 Pb-Sn 솔더 특성의 경우보다 떨어지는 것이 사실이다. 또한 국가간의 이해가 얽혀 충분히 신뢰성이 확보되지 않은 상태에서 특정 연구기관 및 기업의 특허조성을 중심으로 상용화하고자 하는 분위기가 조성되고 있다. 따라서 국내의 세트메이커와 솔더메이커간의 단합을 통해 국내 산업계의 보호를 고려한 무연솔더 선정·적용이 필요하다.
무연실장 공정기술에 있어선 종래보다 고온에서 실장 가능한 솔더링장비가 개발·판매돼 예비가열 지역을 종래 장비보다 길게 한다든지 가열부품간의 온도차를 줄이기 위해 뜨거운 공기를 균등하게 내보내는 등 실장온도의 고온화에 따른 부품의 열적 손상에 대한 보호를 고려한 장비가 실용화되고 있다.
또 패키지와 PCB의 내열성 강화 및 디자인의 변경에 있어선 부분적인 성과는 있으나 무연 실장에 대응할 수 있는 최적의 패키지 및 PCB의 제조기술을 확보하기 위해선 부품업체의 부단한 노력이 필요할 것으로 생각된다.