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SMD Chip 부품의 Soldering 방법에 따른 Space 품질 신뢰성 연구

관리자   2024.04.16 00:14:19
조회수 784

SMD Chip 부품의 Soldering 방법에 따른 Space 품질 신뢰성 연구

LIG넥스원 홍영민 , 강병훈 , 정병두


최근 위성 사업의 패러다임이 소형화, 대량화 추세가 됨에 따라 품질 신뢰성 그뿐만 아니라 양산성의 중요성도 대두되고 있다. 

따라서 PBA(Printed Circuit Board Assembly) 제작 시 대량 실장이 필요한 SMD Chip부품의 Soldering 신뢰성을 만족하고 대량 양산에 유리한 공정의 선택이 필요하다. 

Chip부품의 대표적인 Soldering 방식인 Convection Reflow, Manual Soldering, 진공 VPS(Vapor Phase Soldering) 3가지에 대해 어떤 공정을 적용하는 것이 유리한지 판단하기 위한 신뢰성 연구를 진행하였다. 

신뢰성 연구를 위해 ESA(European Space Agency)에서 제공하는 우주급 PBA 제작 품질 규격 중 ECSS-QST-70-38에 따라 시료 제작, 환경시험(Vibration, Thermal Cycle), 파괴 시험(Microsection)순으로 테스트를 진행하였다.

테스트 결과 각 3가지 공정 모두 ECSS 기준에 부합하였으나, Soldering 신뢰성 지표 중 하나인 IMC(Inter Metallic compounds) layer의 두께는 각각 다른 결과가 도출 되어 공정마다 장기적인 신뢰성에는 차이가 있음을 확인하였다. 

Manual Soldering공정이 상대적으로 가장 낮은 IMC layer 두께가 측정되었다.

결과적으로 신뢰성 측면에서는 Manual Soldering이 가장 우수하다고 볼 수 있고, 나머지 공정 또한 ECSS 기준에 부합하여 우주급 PBA의 품질 요구 수준을 만족한다. 

향후 위성 소형화, 대량화 추세에 발맞추어 우주급 PBA 신뢰성을 만족하고 생산 Capa향상을 위해 대량 생산에 유리한 Convection Reflow, 진공 VPS 공정도 적용 가능함을 확인하였다.


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