제출문
요약문
Summary
목차
제1장 서론 35
제1절 연구의 배경 및 필요성 35
1. 연구의 배경 35
2. 국방 무연솔더 적용 필요성 39
제2절 연구 목표 및 내용 42
1. 연구 목표 42
2. 연구 내용 및 범위 43
3. 연구추진방법 및 업무구성 44
제2장 솔더링의 개요 47
제1절 솔더링의 개요 47
1. 솔더링 47
2. 솔더링성에 영향을 미치는 인자 49
제2절 솔더링의 기초 지식 51
1. 젖음 51
2. 모세관 현상 52
3. 확산 53
4. 솔더링성 53
제3절 솔더와 플럭스 56
1. 솔더 56
2. 플럭스 61
제4절 솔더링 장치와 공정 63
1. 웨이브 솔더링 63
2. 리플로 솔더링 65
제5절 솔더링부의 평가와 신뢰성 70
1. 솔더링 후의 검사 71
제3장 국제 표준 동향 및 미 국방성 추진실태 85
제1절 환경규제현황 85
1. 전기전자장비폐기물(WEEE)지침 85
2. 유해물질사용제한지침 (RoHS) 87
제2절 국내외 연구현황 97
1. EU 연구현황 99
2. 일본 연구현황 103
3. 미국 연구현황 114
4. 우리나라 연구현황 155
제3절 무연솔더관련 국제규격 현황분석 157
1. IPC 규격현황 157
2. IEC 규격현황 164
3. JEDEC 규격현황 172
4. JEITA 규격현황 180
제4장 국방분야 유연솔더 적용실태 및 DB화 185
제1절 현 국방분야 유연솔더 적용현황 185
1. 도면에 기재된 솔더 및 솔더링 관련 규격 185
제5장 국방분야 무연솔더 적용방안 및 대체 규격 연구 188
제1절 민간분야 무연솔더 적용 현황 188
제2절 무연솔더 특성 191
1. 유연 및 무연솔더 특성 비교 191
2. 무연솔더의 종류 191
3. 상태도와 조직 192
제3절 국방분야 무연솔더 적용방안을 위한 검토결과 202
1. 공정변경에 따른 기존 부품 영향성 고려사항 202
2. 무연부품 적용에 따른 방산업체 애로 사항 204
3. 무연솔더 공정 적용 시 고려사항 206
4. 국내외 무연솔더 적용을 위한 대응 사례 207
제4절 국방분야 무연솔더 대체 규격 연구 211
1. 유연 및 무연솔더 조성비 관련 KS 규격 211
2. 무연솔더 후보 212
3. 무연솔더 관련 대체 규격 212
제6장 국방규격화 시 무연솔더 적용방안 213
제1절 국방분야 표준화 절차 213
1. 관련 규정 213
2. 민군과제 연구결과 규격화 시 업무 흐름도 214
제2절 국방분야 유연솔더 규격 항목 검토 215
1. KS W 7214 항공기용 전기, 전자기기의 납땜 방법 215
2. 국방 1410-0007 고 신뢰도, 전기 및 전자기기, 통신 및 레이더 제어시스템에서 수공형, 납땜의 절차 216
제3절 국방분야 무연솔더 적용하기 위한 절차 217
1. 미 국방분야에서 적용하고 있는 무연솔더 적용 절차 217
제7장 부품단종 및 모조품 대응방안 220
제1절 부품단종 대응방안 220
1. 개요 220
2. 부품단종에 대한 일반 고찰 221
3. 미국의 부품단종 관리 실태 분석 224
4. 국내 부품단종 관리실태 분석 232
5. 부품 단종관리 방안 수립 236
6. 부품단종 관리 정보체계 구축 방안 239
7. 결론 242
제2절 모조부품 대응방안 244
1. 개요 244
2. 선진국 발생 유형 및 현황 244
3. 선진국 대응활동 254
4. 대응방안 267
5. 결론 270
제8장 무연솔더 적용을 위한 신뢰성 검증방안 272
제1절 민수분야 무연솔더 적용현황 분석 272
제2절 민수분야 무연솔더 적용제품의 신뢰성평가 방안 분석 278
1. 민수분야 무연솔더 적용제품의 신뢰성평가(환경시험) 279
2. 이온 마이그레이션 평가 281
3. 솔더 접합부 접합강도 평가 283
4. 솔더 접합부 고장원인 분석 방법 및 절차 286
5. S전자의 무연 솔더링 신뢰성평가 방안 289
6. L전자의 무연솔더링 신뢰성평가 방안 291
7. H사의 무연솔더링 신뢰성평가 방안 292
제3절 국방분야 환경시험 항목 및 조건 분석 294
1. 국방 유도 전자장비의 환경스크린 스트레스 조건 294
2. 국내 국방 유도무기 전자장비의 환경시험 311
제4절 국방분야 무연솔더 적용제품의 신뢰성 검증방안 322
1. 국방분야 무연솔더 적용을 위한 신뢰성 필요성 322
2. 국방분야 무연솔더 적용을 위한 신뢰성 시험시 고려사항 323
3. 유도무기 전자기기 무연솔더용 신뢰성평가 방안 324
4. 무연솔더 신뢰성 시험 후 평가 및 분석 341
제5절 국방분야 무연솔더 적용을 위한 신뢰성 평가항목(안) 345
1. 전자부품 및 PCB 표면처리 방안 345
2. 실증적 실험을 통한 제품 검증 평가 346
제6절 휘스커 대응방안 분석 348
1. JEDEC의 시험방법 348
2. 민수분야 시험방법 352
3. 휘스커 발생 메카니즘 분석 353
4. 휘스커 억제방안 선행 연구결과 분석 355
5. 컨포멀 코팅 357
6. 휘스커 검증을 위한 평가방안 분석 358
7. 휘스커 성장 억제방안 분석 361
제9장 무연솔더 합금의 접합강도 및 소재특성 367
제1절 무연솔더 합금의 종류별 접합강도 및 소재 특성 367
1. Sn-Ag-Cu계 무연 솔더의 Ag 합금 조성에 따른 강도 변화 및 기 확보 시편의 강도 변화 367
2. Sn-Ag-Cu계 합금조성에서 첨가원소 (In, Bi, Zn, Al)등에 따른 변화 373
3. 고온용 240℃급 및 210℃급의 무연솔더 377
4. 무연솔더 별 접합계면의 금속간 화합물 종류 및 조성 내용 381
5. 무연솔더 별 상태도, 전기전도도, 열전도도, 열팽창 계수 387
제10장 국방분야 무연솔더 적용성 검토 393
제1절 국방분야 무연솔더 적용의 문제점 393
1. 무연솔더 적용에 따른 알려진 문제점(Issue) 393
2. 무연솔더 적용에 따른 원가(Cost) 증가 요소 394
제2절 무연솔더 적용을 위한 방산분야 고려 사항 396
제11장 연구 성과 및 기대효과 399
제1절 연구기대 성과 399
1. 연구 기대성과 399
2. 파급효과 399
제2절 목표 대비 연구실적 401
제3절 향후 활용방안 404
제4절 향후 연구추진 방향 405
1. 무연화 적용시 문제점 검토 405
제5절 향후 대응방안 406
1. 국방분야 무연솔더 적용을 위한 솔더접합부 장기수명 확보를 위한 실험적 검증방안 활용 406
2. 휘스커 검증 최적방안 도출 및 휘스커 성장 억제방안 도출 407
3. 유무연 혼재 사용에 따른 솔더 접합부 수명검증 방안 및 혼재사용 타당성 검증 407
4. 고온 접합공정에 따른 부품 열화 영향 검증 407
5. 국방 무연솔더 적용 가능성에 대한 실증적 연구개발 및 검증 408
제12장 참고문헌 409
부록 : 국방규격 유연솔더 적용현황(내용없음) 22
표 1. 국외 유해 폐기물 규제 및 법규 현황 38
표 2. 연구분야 및 연구대상 43
표 3. 전자부품연구원의 연구목표 및 연구내용 44
표 4. 금오공과대학교의 연구목표 및 연구내용 45
표 5. 삼성탈레스의 연구목표 및 연구내용 45
표 6. 여러 가지 솔더와 그의 용도 57
표 7. 솔더의 불순물에 의한 영향 61
표 8. 솔더링부의 육안 검사항목 72
표 9. 전기 검사의 검사항목과 불량내용 82
표 10. 삽입실장 및 표면실장 부품의 휘스커 실험조건의 예 84
표 11. Eu 전기, 전자제품의 폐가전지침 주요 적용대상 86
표 12. 2006년 12월 31일부터 적용된 의무화율 87
표 13. RoHS 예외조항 91
표 14. IDEALS 프로젝트 추진체계 100
표 15. IDEALS 프로젝트에서 검사한 합금 100
표 16. EU의 무연솔더 관련 프로젝트 101
표 17. IDEALS 시험내용 및 소요장비 102
표 18. 무연솔더 실용화의 로드맵 103
표 19. JEIDA의 1, 2기 시험 평가한 무연솔더 105
표 20. JWES 시험대상 무연솔더 105
표 21. JWES 연구결과 105
표 22. Sn-Ag계 무연솔더 합금 109
표 23. sn-Cu계 무연솔더 합금 110
표 24. Sn-Zn계 무연솔더 합금 110
표 25. 기타 무연솔더 합금 111
표 26. 국내 산업재산권 현황 111
표 27. 각 특허원문에 나오는 권리범위 113
표 28. 해외 방산업체 무연솔더 대응 실태 116
표 29. LEAP WG에서 발간된 무연 솔더 적용에 관한 각종 표준 및 가이드라인 119
표 30. GEIA 휘스커 관리 단계 122
표 31. 각 단계별 위험도 123
표 32. 산업규격(IPC/JEDEC) 132
표 33. Whisker 관련 연구 항목의 Phase 3에서의 일정표 139
표 34. Manufacturing 관련 연구 항목의 Phase 3에서의 일정표 140
표 35. Test 과정에서 언급된 시험 규격들 143
표 36. 솔더 접합 신뢰도 관련 연구 항목의 Phase 3에서의 일정표 147
표 37. Component 관련 연구 항목의 Phase 3에서의 일정표 148
표 38. PCB 관련 연구 항목의 Phase 3에서의 일정표 149
표 39. 선택된 7종류의 무연솔더 151
표 40. 표면실장에 추천된 3종 무연솔더 152
표 41. 무연솔더 신뢰성 및 공정평가 소요장비 154
표 42. 무연화 기술과 관련된 IPC 주요 기준 157
표 43. IPC-9701A에서 제시한 솔더 접합부 온도 사이클 평가기준 163
표 44. 무연화 기술과 관련된 IEC 주요 기준 164
표 45. 무연솔더 합금 조성에 따른 ISO, IEC 규격 내 번호 167
표 46. 무연솔더 공정온도에 따른 분류 168
표 47. 유・무연 솔더에 따른 솔더 젖음성 시험조건 비교 169
표 48. IEC/PAS 62483 에 따른 휘스커 평가 방안 170
표 49. 유, 무연 솔더 종류에 따른 솔더젖음성, 내열성 시험조건 비교 171
표 50. 무연화 기술과 관련된 JEDEC 주요 기준 173
표 51. J-STD-020D.01 기준 내 유연 및 무연솔더별 리플로우 평가방법 비교 174
표 52. J-STD-020D.01 기준 내 유연솔더별 리플로우 최대온도 174
표 53. J-STD-020D.01 기준 내 무연솔더별 리플로우 최대온도 174
표 54. JESD22-B102E 기준 내 Dip and Look 솔더 젖음성 시험방법 176
표 55. JESD22-B102E 기준 내 표면실장 모사방법에 의한 솔더 젖음성 시험방법 176
표 56. 무연화 기술과 관련된 JEITA, JIS 주요 기준 180
표 57. wetting balance 시험법의 항목과 조건 183
표 58. 도면에 표현된 유연솔더 관련 규격 185
표 59. 무기 및 비무기체계 분류표 187
표 60. 국내 특허 현황 189
표 61. 국외 특허 현황 190
표 62. 세계 각 단체에서 추천하는 무연솔더 현황 190
표 63. 유연솔더 및 무연솔더 특성 191
표 64. 무연공정 적용 시 고려사항 217
표 65. 육군 군수사 단종 발생에 대한 해결 방안 233
표 66. 공군 군수사 부품단종에 관한 관리방식 233
표 67. 제조사 및 배급사를기준으로 한 위조부품 현황 245
표 68. 공업용 및 산업용 등 11개의 분류로 위조전자부품의 발생현황 250
표 69. GIDEP에 등록된 위조부품사례 263
표 70. 미 정부의 위조부품 대응방안들 266
표 71. 대상 유해물질 274
표 72. 무연솔더 적용제품의 신뢰성평가 항목 및 목적 279
표 73. S전자의 PCB 및 무연솔더 접합부 신뢰성시험 290
표 74. S전자의 휘스커 평가방법 291
표 75. L전자의 휘스커 판정기준 292
표 76. MIL-STD-810G 514.6 ANNEX A 2. 1. 6 ESS 정의 295
표 77. IES에 의해 정의된 온도 사이클 조건 297
표 78. 번인 (Burn-in) 시험과 ESS의 비교 299
표 79. ESS와 환경시험 간 비교 299
표 80. ESS를 통해 스크린 되는 대표 고장모드 300
표 81. 국방 유도무기 전자장비의 ESS 요약 301
표 82. 휴대용 유도무기 전자장비의 ESS 조건 : 온도사이클 302
표 83. 휴대용 유도무기 전자장비의 ESS 조건 : 진동 304
표 84. 무전기 전자장비의 ESS 조건 : 온도사이클 306
표 85. 무전기 유도무기 전자장비의 ESS 조건 : 진동 306
표 86. 위성 통신장비 전자장비의 ESS 조건 : 진동 307
표 87. 이동형 탐지레이더 전자장비의 ESS 조건 : 온도사이클 308
표 88. 이동형 탐지레이더 전자장비의 ESS 조건 : 진동 308
표 89. 항공용 전자전장비의 ESS 조건 : 온도사이클 309
표 90. 항공용 전자전장비의 ESS 조건 : 진동 310
표 91. 국방 유도무기 전자장비의 환경시험 수행 정리 311
표 92. 휴대용 유도무기 전자장비의 환경시험 수행 정리 312
표 93. 무전기 전자장비의 ESS 조건 313
표 94. 위성 통신 전자장비의 ESS 조건 315
표 95. 이동형 탐지레이더 전자장비의 ESS 조건 319
표 96. 항공용 전자전장비의 ESS 조건 320
표 97. 군방 전자기기와 민수 전자기기의 사용 환경 비교 323
표 98. 유도무기 전자기기 무연솔더 대응 민수분야 시험과 제안된 국방분야 신뢰성 시험 326
표 99. 국내 국방 유도무기 중 항공용 전자기기 진동 시험 규격 334
표 100. 무기별 사용 환경 구분 335
표 101. Category 4 - 일반 운송기 진동 규격 336
표 102. Category 4 복합 바퀴 형태 운송기 진동 규격 337
표 103. Category 7 항공기 진동 규격 338
표 104. 국방 유도무기 중 항공 기기용 충격 시험 조건 339
표 105. 무기별 충격시험 조건 339
표 106. 무연솔더 대응 전자부품 표면처리 방안 345
표 107. 각 적용분야별 무연솔더 신뢰성평가방안 347
표 108. JEDEC에서 제안한 휘스커 평가방안 349
표 109. JEDEC에서 제안한 휘스커 평가 전처리 방안 349
표 110. JEDEC에서 제안한 휘스커 평가 전처리 방안 350
표 111. 휘스커 평가 시 부품별 시료 수 350
표 112. 허용 휘스커 판정 기준 351
표 113. S전자의 휘스커 평가 방법 352
표 114. L전자의 휘스커 평가 방법 353
표 115. iNEMI가 제공하는 전자부품 휘스커 억제방안 357
표 116. 휘스커 평가방법에 대한 국제기준 비교 및 휘스커 평가기준 제안 359
표 117. 휘스커 평가 시 부품별 시료수 제안 360
표 118. 휘스커 평가시 부품별 분석 위치 제안 361
표 119. 컨포멀 코팅 재질별 장점 및 단점 364
표 120. 컨포멀 코팅 재질별 휘스커 억제방안 365
표 121. Micro Vickers Hardness 367
표 122. 0.2% Offset Yield Strength 368
표 123. Ultimate Tensile Strength 368
표 124. 개발된 합금시료의 조성 370
표 125. 각종 합금의 미세경도 및 합금/Cu 판의 접합 강도 371
표 126. Pb-free solder 합금계의 물성 (O: 우수함 △: 보통 X: 미흡) 373
표 127. Sn-Cu계 합금계의 첨가 원소에 따른 특성 374
표 128. Ge의 함량의 증가로 인한 경도 변화 377
표 129. 첨가원소의 용융점 378
표 130. 다양한 융점의 무연솔더 합금 379
표 131. 고상선의 온도가 643K 이상 액산성 온도가 673K이하인 조성 380
표 132. 다양한 솔더 합금의 피로저항 387
표 133. 전기 비저항 특성 389
표 134. 전기 전도도 특성 389
표 135. 무연솔더별 열팽창 계수 및 열전도도 390
표 136. 무연솔더별 열전도도 390
표 137. 무연솔더의 wetting 성질 391
표 138. Cu-Sn 조성에 따른 파괴 인성 392
그림 1. 폐기물 매립지로부터 오염된 물이 사람에게 영향을 끼치는 Sequence 36
그림 2. 국방분야의 다양한 전자 시스템 사용현황 39
그림 3. 국방분야 "자연순환 Cycle" 모형 41
그림 4. 접합기술의 분류 47
그림 5. 솔더링 과정의 설명도 48
그림 6. 솔더링성에 영향을 미치는 인자 49
그림 7. 젖음 정도 51
그림 8. 솔더의 적절한 양과 접촉각 52
그림 9. 젖음 현상과 모세관 현상에 의해 솔더링이 진행되는 모습 53
그림 10. 솔더링과 관련된 재료 56
그림 11. Sn-Pb 2원 상태도 59
그림 12. 솔더 페이스트의 용융과정 68
그림 13. 정상적인 솔더링과 맨허턴 형상이 발생한 솔더링 69
그림 14. 솔더링부의 신뢰성에 영향을 주는 인자 70
그림 15. 솔더링 후의 솔더링 접합부 검사 방법 71
그림 16. BGA 혹은 플립 칩 접합부의 결함 73
그림 17. X선 투시 사진 촬영의 예 74
그림 18. 주사전자현미경을 이용한 검사의 예 76
그림 19. 인장시험방법 77
그림 20. 솔더볼 접합부와 삽입실장형 부품의 인장 시험 방법 77
그림 21. 솔더볼의 미세 전단시험 방법 78
그림 22. 박리시험 방법 79
그림 23. 삽입실장 부품의 굽힘시험의 예 79
그림 24. 크립 시험 장치의 예 80
그림 25. Gull Wing Lead 타입 패키지의 열피로 시험 이후 발생된 균열 81
그림 26. 온도 급변 시험에 의해 휘스커가 발생하는 과정 84
그림 27. 선진국의 전자제품 무연 솔더링 개발 프로젝트 추진 현황 97
그림 28. 무연솔더 적용에 따른 전자부품별 특성 116
그림 29. 무연전자부품 적용에 따른 심각성 및 대응 이력 117
그림 30. 미국 국방부 및 방산업계의 무연솔더 대응 조직 및 역할 118
그림 31. PERM 컨소시움의 역할분담도 133
그림 32. 맨하튼 프로젝트의 각 phase별 진행 사항 136
그림 33. 제품의 전순기별 흐름도 137
그림 34. 맨하튼 프로젝트의 각 phase간 관계 137
그림 35. 국방/항공분야 Pb-Free 적용을 위한 Road-map 138
그림 36. 솔더 접합 신뢰도를 측정하기 위한 시험 플로우차트 142
그림 37. PERM 컨소시움의 맨하튼 프로젝트의 목표 150
그림 38. IPC 내 솔더링 관련 주요 문서체계 160
그림 39. IPC-610E 내 무연 솔더링 육안검사기준 161
그림 40. 와이어에 대한 주석 도금 168
그림 41. 온도 프로파일 169
그림 42. J-STD-020D.01기준 내 리플로우 시험방법 175
그림 43. BGA 패키지의 솔더볼 인장강도 시험방법 177
그림 44. BGA 패키지의 솔더볼 전단강도 시험방법 177
그림 45. 보드 레벨의 굽힘강도 시험 방법 178
그림 46. IPC/JEDEC 9703에서 제안한 무연솔더 접합부 충격시험 179
그림 47. 무연솔더 접합부 충격시험 시 와이어링 작업 사례 179
그림 48. JIS Z 3198-2에서 제시한 인장강도 평가용 무연솔더 시료의 형상 및 치수 182
그림 49. wetting balance 시험법 182
그림 50. 무연솔더 이음매에 대한 인장/전단 강도 평가방법 183
그림 51. 무연솔더 접합부의 기계적 특성평가 184
그림 52. 국내 무연솔더 적용 조성 현황 188
그림 53. 일본에서의 무연솔더 적용 현황 189
그림 54. Sn-Bi 2원 상태도 193
그림 55. Sn-Cu 2원 상태도 194
그림 56. Sn-Cu 2원 상태도 195
그림 57. Sn-3.0Ag-0.5Cu 조직사진 196
그림 58. Sn-3.0Ag-0.5Cu와 Sn-3.9Ag-0.6Cu의 금속간 화합물의 상태 197
그림 59. Sn-40Bi의 조직 198
그림 60. Sn-Zn의 2원 상태도 199
그림 61. Sn-9Zn 공정합금의 조직 199
그림 62. Cu6Sn5의 초정(이미지참조) 201
그림 63. 유연 및 무연 공정 차이 202
그림 64. 공정 변경에 따른 부품 영향성 203
그림 65. 회로카드 조립체 203
그림 66. BGA 실장 회로카드 조립체 204
그림 67. BGA Type의 부품과 혼용 시 온도 분포 205
그림 68. 솔더볼 크랙 205
그림 69. 무연 공정시 중요한 요소 206
그림 70. 무연 공정 적용 시 고려해야할 인자 206
그림 71. 패드 설계 변경 내용 207
그림 72. 설계 절차 217
그림 73. 신뢰성 세부 절차 218
그림 74. 지침한 작성 방안 218
그림 75. 신뢰성 평가 절차 219
그림 76. 가이드 라인 포함 내용 219
그림 77. 무기체계의 수명주기와 전자부품의 수명주기 222
그림 78. 미 GIDEP에 보고된 위조부품 현황 223
그림 79. 부품 단종 관리 대응시기에 따른 분류 224
그림 80. TLCSM과 PBL 제도 225
그림 81. 미국 국방부의 부품단종 관련 부서 226
그림 82. 부품단종 관리 표준절차 227
그림 83. 총수명주기간 부품단종 해결방안 228
그림 84. GIDEP 변천과정 229
그림 85. GIDEP 관리 조직의 구성 230
그림 86. 사후관리와 사전관리의 비용 추이 분석 231
그림 87. 부품단종 사전 대응 234
그림 88. 부품단종 관리 시스템 구성(B 방위산업체) 235
그림 89. 부품단종 관리 조직 설계 방안 237
그림 90. 각 군의 부품단종 관리 조직 설계 방안 238
그림 91. 부품공유 체계 개념도 240
그림 92. 부품단종 관리 정보체계의 구성 240
그림 93. 부품단종 관리 정보체계 구성 요소 242
그림 94. 부품별 위조부품 발생빈도 246
그림 95. 주요부품별 위조부품 발생 빈도 247
그림 96. ''05년에서 ''08년까지 위조전자부품 적발사례 248
그림 97. 위조부품 적발 사례 단계별 현황 248
그림 98. 가격대별 위조부품 적발 현황 249
그림 99. 부품 생산단계별 위조부품 발생현황 250
그림 100. discrete 위조전자부품 형태 251
그림 101. Microcircuit 위조전자부품 형태 252
그림 102. 위조부품이 발견되는 형태 252
그림 103. 위조부품 생산국 현황 253
그림 104. 위조품 유통경로 254
그림 105. SAE Aerospace 위원회 조직도 255
그림 106. SAE G-19 설립 목적 256
그림 107. SAE G-19 회원 256
그림 108. SAE G-19 조직도 257
그림 109. SAE G-19의 규격서 258
그림 110. 도식화된 위조부품 감별법 262
그림 111. 위조품으로 의심되는 부품에 대한 출처 조사 사례(BAE SYSTEMS) 265
그림 112. 위조부품 대응방안에 대한 개념도 267
그림 113. S전자/S테크윈의 무연 솔더링 대응현황 275
그림 114. L전자의 무연 솔더링 대응현황 277
그림 115. IC 패키지의 솔더 접합부 광학현미경 사진 278
그림 116. 열충격시험의 온도 프로파일 예 281
그림 117. 이온 마이그레이션의 발생 조건 및 발생 메카니즘 계략도 282
그림 118. 이온 마이그레이션 시험용 쿠폰 및 발생사진 282
그림 119. 솔더 접합부 접합강도시험 개략도 285
그림 120. 실시간 저항측정을 통한 솔더 접합부의 4점 굽힘 피로수명시험 사진 286
그림 121. 솔더 접합부의 X-선 비파괴 분석 결과 사진 287
그림 122. 초음파 비파괴분석을 이용한 부품 내부 결함분석 사례 287
그림 123. SEM을 이용한 솔더 접합부 마이크로섹셔닝 파괴검사 사진 288
그림 124. 염료침투시험을 이용한 무연솔더 적용 패키지 접합부 균열분석 사례 289
그림 125. L전자 휘스커 평가 방법 291
그림 126. H사 무연솔더링 신뢰성평가 방법 293
그림 127. ESS에서 스트레스별 유효성 (IES) 296
그림 128. ESS에서 스트레스별 유효성 (French ESS Task Teams) 297
그림 129. 온도와 진동이 조합된 ESS Screen 298
그림 130. 국방분야 무연솔더 제품의 신뢰성평가 방안 325
그림 131. 온도사이클 시험용 프로파일 327
그림 132. SnAgCu 적용 (a)칩저항 (b)열충격 프로파일 (c)시험 후 발생된 크랙 328
그림 133. 온도별 SnPb와 SAC305 스트레스-스트레인 곡선 329
그림 134. 전기화학적 이온 마이그레이션 시험용 PCB 쿠폰 330
그림 135. Dendritic 성장으로 인한 전기화학적 구리이온 마이그레이션 현상 331
그림 136. 증기압 시험 챔버 사진 332
그림 137. 무연솔더 표면 산화로 인한 황변 332
그림 138. 진동시험 334
그림 139. Category 4 - 일반 운송기 진동 프로파일 336
그림 140. Category 4 복합 바퀴형태 운송기 진동 프로파일 337
그림 141. Category 7 항공기 진동 프로파일 338
그림 142. 충격 시험 340
그림 143. SnAgCu 무연솔더로 솔더링된 칩 캐패시터 341
그림 144. 칩 캐패시터 X-ray 분석 342
그림 145. (a) 45도 리드인장강도 평가 (b) 전단강도 평가 (c) 전단강도 장비 342
그림 146. 3, 4점 휨(Bending) 평가 343
그림 147. 솔더 접합부 단면 분석 사례 344
그림 148. 신뢰성 검증 평가 안 346
그림 149. 부품 종류별 휘스커 분석 위치 348
그림 150. 휘스커 측정방법 351
그림 151. SnCu 중간상 형성에 의한 휘스커 성장 354
그림 152. 부식에 의한 휘스커 성장 355
그림 153. S 전자 휘스커 억제 방안 362
그림 154. 컨포멀 코팅에 의한 휘스커 억제 363
그림 155. 컨포멀 코팅 두께에 따른 휘스커 억제효과 366
그림 156. Ag 함량과 온도에 따른 젖음 특성 369
그림 157. 두께 0.15~0.20mm의 솔더 합금 370
그림 158. 측정강도 측정후 파면의 광학사진 372
그림 159. (a) 레이저 빔 리플로우와 리플로우가 없는 솔더 접합 강도 (b) 다른 온도에서 두 솔더로 솔더 조인트 된 크리프 곡선 375
그림 160. (a) 120℃ 온도에서 에이징 시간에 대한 평균 IMC 두께 (b) 활성화 에너지와 Bi조성 사이의 관계 375
그림 161. (a) 각 조성의 Tensile-test curves (b) 온도에 따른 열 변형 측정 376
그림 162. 350˚에서 1분간 리플로우 솔더링을 시행한 후 관찰한 Bi-11Ag/Ni계면 미세 조직 380
그림 163. (a) 무연솔더 paste에서 미세구조 형성의 개략도 (b) 납솔더와 무연솔더의 계면 모식도 (c) 무연솔더 접합의 미세 구조 381
그림 164. SEM image of OSP substrate solders joints as flows aging temperature. 382
그림 165. SEM image of OSP substrate solders joints as flows aging time. 382
그림 166. SEM image of OSP substrate solders joints as flows aging time 383
그림 167. SEM image of OSP substrate solders joints as flows aging temperature. 384
그림 168. (a) 30분 사이클 타임, 0~100℃ (b) 240분 사이클 타임, -40~125℃ 385
그림 169. Sn-Pb 솔더 조인과 SAC 솔더 조인의 열피로 크랙 386
그림 170. SN-Cu 계의 상태도 387
그림 171. (a) Sn-Ag계 합금의 상태도, (b) Sn-Ag-Cu계 합금의 상태도 388
그림 172. 젖음 모델 391
그림 173. 온도에 따른 솔더 별 파괴 인성과 Sn-Cu계 합금 솔더의 파괴인성 392
그림 174. 무연솔더 적용에 따른 문제점 394
그림 175. 무연솔더 적용에 따른 원가 증가 요소 395
그림 176. 무연솔더 적용을 위한 단계별 고려 사항 396
그림 177. 무연솔더 적용을 위한 장단기적 고려사항 398
그림 178. 파급 효과 399
