EMC의 고 신뢰성 기술

 

반도체는 다양한 전기전자기기에 사용되며 사용조건 또한 매우 다양합니다. 즉, 극지방의 저온 저습한 환경과 열대의 고온 다습한 환경에서도 기능을 유지해야 합니다. 반도체의 신뢰성이란 이러한 다양한 환경에서 장기간 반도체의 기능유지를 보증하기 위한 평가이며 Preconditioning 조건에서의 MSL(Moisture Sensitive Level)과 수명 및 환경시험으로 구성된 장기신뢰성으로 구성됩니다. 반도체의 신뢰성 항목, 인가조건 및 평가방법에 대해서는 JEDEC(Joint Electron Devices Engineering Councils) Standard에 잘진술되어 있습니다.

반도체는  Soldering  공정을 거쳐 보드에 실장되며 반도체 조립 후부터 보드에 실장될 때까지의 환경 및 공정조건에 대한 품질보증을 위한 신뢰성 평가가 Preconditioning 조건에서의 MSL입니다. 반도체에 성형된 EMC는 대기중의 수분을 서서히 흡수하여 일정량의 수분을 포함합니다. 이 수분은 반도체를 보드에 실장하기 위해 Soldering 공정(220~260℃)에 노출될 때 급격히 기화하면서 팽창하여 결과적으로 반도체 내부의 박리나 크랙(Crack)이 발생됩니다. MSL은 반도체를 실장할 때까지의 환경조건을 가정하여 일정한 온도 및 습도에서 패키지를 강제로 흡습시킨 후 Soldering 공정에 투입하여 반도체의 내성을 평가하는 것입니다. MSL을 향상시키기 위해서는 EMC의 내습성과 강도를 향상시켜야 하며 EMC와 리드 프레임간의 계면부착력을 높여야 합니다.

반도체의 장기신뢰성은 수명시험과 환경시험으로 구성됩니다. 대표적인 수명시험으로는 열충격시험(T/C, Thermal Cycle Test)과 고온방치실험(HTSL, High Temperature Storage Life Test) 등이 있으며, 환경시험으로는 PCT(Pressure Cooker Test)와 고온고습방치시험(H&T, High Temperature & High Humidity Test) 등이 있습니다.

반도체 신뢰성 평가에서 발생하는 불량유형은 반도체 내부 수분의 기화에 의한 계면박리(Delamination) 및 크랙, 재료간의 열팽창계수 차이로 인한 계면박리와 Wire Open 및 이온성 불순물에 의한 Wire/Pad Corrosion 등이 대표적입니다. 반도체의 장기신뢰성 향상을 위해서는 EMC의 내습성 향상, 이온성 불순물의 최소화 및 EMC와 리드프레임간의 계면부착력 향상이 요구되고 있습니다. 최근에는 반도체의 고기능화에 따른 신뢰성 향상요구에 따라 신뢰성 인가조건과 평가조건이 더욱 엄격해지고 있으며, 이에 따라 EMC의 기능강화를 위한 노력도 활발하게 진행되고 있습니다.

 

 

 

 

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