일반기술

Sn-Ag-Cu-In계 4원계 무연솔더 조성

무연 솔더(Pb-Free Solder)란 납(Pb)이 들어가지 않은 땜납 재료이다. 땜납 5천년 역사를 지탱해 온 것은 주석과 납으로 이루어진 Sn-Pb계 솔더였으나 최근 세계적으로 전자부품의 환경규제가 강화되면서 국내 부품업체들이 대비책 마련에 고심해 왔다.특히 2006년 7월 1일부터 납 등의 유해물질 반입이 금지된 EU에 자동차, 컴퓨터, VCR, TV, 캠코더, DVD, 냉장고, 전자레인지, 세탁기, 청소기 등을 수출하기 위해서는 내부 PCB(인쇄회로기판)와 전자 부품의 무연화가 필수이다. 이 때문에 납을 포함하는 합금을 대신할 수 있는 다양한 소재 개발이 시도되어 왔으며, 현재는 주석(Sn) 기반에 소량의 은(Ag)과 구리(Cu)를 첨가한 조성으로 땜성과 기계적 특성을 확보한 무연 솔더로의 전환이 활발하게 이루어지고 있다. Sn-3.0Ag-0.5Cu는 일본이 중심적으로 추진해온 대표 무연 솔더 조성으로, 일본 업체의 영업 전략에 귀속되면서 국내 시장 역시 Sn-3.0Ag-0.5Cu 조성으로 급속히 재편되었으나, 이렇다 할 해법이 없는 국내 부품소재 업체들은 3%가량의 로열티(약 300억원 규모)를 지불하면서도 3원계 솔더 방식을 사용해 왔다. 더욱이 최근 금속 가격, 특히 은의 급격한 가격 상승으로 국내의 관련 소재 업체들은 삼중고를 겪고 있는 형편이다. 이 때문에 전자제품 조립 산업 전반에 걸쳐 은 함량을 낮춘 솔더 조성의 적용으로 가격 경쟁력을 높이려는 시도가 시도되고 있지만, 은 함량이 적을수록 240oC 이하의 온도에서 젖음 특성(wettability)이 급감하는 약점이 있어 이 문제의 해결이 관건으로 대두되어 왔다.