열충격 시험을 통한 자동차 전장품에 적용되는 칩저항의 전극재와 박리 현상에 관한 연구 = A Study on the Electrode and De-lamination of Chip Resistor applicable to Automotive Electronic Parts by Thermal Cycle Test
저자
이준기(Lee, Joon Ki) ; 송민식(Song, Min Sik) ; 우성종(Woo, Sung Jong) ; 이도영(Lee, Do Young) ; 김상수(Kim, Sang Soo) 연구자관계분석
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학술지명
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발행연도
2019
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
74-74(1쪽)
제공처
최근 환경적 유해를 이유로 납, 수은 등의 특정 유해물질의 사용이 금지되었고 자동차 배기규제가 강화되면서 기존의 유연솔더를 대신하여 납이 없는 무연솔더가 개발되고 적용되고 있다. 특히 자동차 파워트레인 전장제품들은 엔진룸에 장착이 되며 필드 사용 시 사용 환경의 온도가 -40~125도까지 이기때문에 실내 전장품(-40~85도) 대비 스트레스 조건이 높은 환경에 노출이 되고 있어 높은 신뢰성을 요구하고 있다. 또한 최근 자동차 전장품에 대한 연구 개발이 소형화, 고성능화, 다기능화 되면서 수많은 반도체와 칩부품들이 적용되고 있어 솔더 접합부의 파손 및 크랙, 그리고 소자 내부 접합재와 하우징간의 박리 현상 등은 파워트레인 전장제품에서 나타나는 주요 이슈 중의 하나이다. 가장 널리 사용되는 일반적인 칩 부품으로는 칩저항, 칩캐패시터, 칩배리스터 등이 있는데, 그동안 많은 연구와 논문을 통해서 칩저항을 실장하는 무연솔더 크랙에 대한 연구결과는 쉽게 확인을 할 수 있다. 하지만, 본 연구에서는 엔진룸에 장착이 되며 무연솔더와 칩저항이 모두 적용되는 ECU(엔진제어기)를 제작한 후 열충격 시험을 수행하여 칩저항과 칩저항을 실장한 무연솔더의 고장 패턴 및 매커니즘을 분석하였는데, 특히 저항 내부 접합재와 알루미늄 기판간의 박리 현상에 대해 연구를 하였다.
더보기Recently, the use of certain harmful substances, such as lead and mercury, was banned due to environmental regulations, and lead-free solder has been developed and applied on behalf of eutectic solder due to strict vehicle emission regulations. In particular, automotive powertrain electronic products are mounted in the engine compartment and the temperature of the used environment is -40 to 125 degrees Celsius when used in the field, which exposes high stress conditions compared to indoor electronic equipment (-40 to 85 degrees) and requires high reliability. Also, as research and development on automotive electronics has become miniaturized, high-performance and multifunctional recently, a number of semiconductor and chip parts are being applied, breaking and crack of solder joints, and delamination phenomena between element internal bonding material and housing are among the major issues appearing in powertrain electronics. Among the most widely used common chip parts are chip resistance, chip capacitor and chip varistor, the results of research on lead-free solder crack that seals chip resistance through many studies and papers so far can be easily verified. In this study, we analyzed the failure of patterns and mechanisms of lead-free solder with chip resistance by testing ECU (Engine Control Unit) mounted in engine room which is applied with both lead free solder and chip resistance. In particular, the phenomenon of delamination between resistive internal bonding material and almuminum housing was studied.
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