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MLCB 전자부품 실장을 위한 기판 패드 디자인과 공정 조건 최적화 연구 = A study on optimization of substrate-pad designs and process conditions for mounting of MLCB electronic components
리튬이온 배터리(lithium-ion battery, LIB)는 전기차와 에너지 저장 시스템 등 다양한 분야에서 널리 사용되어 왔으나 인화성 액체 전해질을사용함에 따라 열 폭주(thermal runaway)와 같은 심각한 안전 문제를 가지고 있다. 이러한 한계를 보완하고자 대체제로 적층 세라믹 전지(multi-layer ceramic battery, MLCB)가 주목받고 있다. 그러나 MLCB를 적용하기 위해서는 기판에 실장해야 하며, 이때 기판의 패드 설계에따라 MLCB 패키지의 솔더 접합부에 끼치는 영향에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 리플로우 공정을 통해 제작된MLCB 패키지를 다양한 표면처리와 솔더 페이스트를 사용하여 공정 변수와 패드 디자인에 따라 솔더 접합부 특성에 미치는 영향을 비교하였다. 또한, 접합 후 X-ray 와 광학현미경을 사용하여 기공(void) 분율과 필렛(fillet) 형상을 등을 분석하였으며, 전단 시험을 통해 기계적 특성을 평가하였다. 이에 따라, 패드 디자인 3에서 Sn-57Bi-1Ag 솔더 페이스트와 OSP 표면처리를 사용하여 접합한 R12의 공정 조건이 가장 균형 잡힙 최적 조건으로 판단되었다.