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반도체 기술이 물리적 한계를 계속 돌파하는 과정에서 PCBA 공정의 핵심 공정인 SMT(표면 실장 기술)와 반도체 개발 기판은 깊은 기술적 공생 관계를 형성하고 있습니다. 이러한 시너지 효과는 전자 제품 제조의 기본 로직을 재편할 뿐만 아니라 개발 보드가 집적도, 신호 무결성 및 신뢰성과 같은 주요 지표에서 비약적인 개선을 실현하도록 촉진합니다. 먼저 기술 공생에 대해 이야기해 보겠습니다. 반도체 부품의 소형화와 기능 통합은 SMT 공정의 고정밀화를 직접적으로 촉진합니다. 예를 들어, 0.5mm에서 0.3mm로 핀 간격이 좁아진 BGA(Ball Grid Array) 패키지의 경우 SMT 배치 기계의 시각적 위치 정확도를 ± 50μm에서 ± 15μm로 개선해야 하지만, 넥텍의 픽 앤 플레이스 기계 시리즈 NT-B5를 사용하면 솔더 볼 제어의 높은 일관성을 달성할 수 있습니다. 이러한 공정 혁신을 통해 반도체 개발 보드는 1000개 이상의 핀 SoC 칩을 통합하여 5G 기지국 RF 모듈과 같은 복잡한 시스템의 구현을 지원할 수 있게 되었습니다. 한편, SMT의 공정 혁신은 반도체 설계의 자유를 제공합니다. 나노 은 전도성 페이스트를 적용하면 솔더 조인트 열전도율이 기존 솔더 페이스트보다 50% 향상된 80W/m・K로 향상되어 전력 반도체 디바이스의 접합 온도가 풀로드 시 15°C 낮아져 칩 설계 시 전력 소비 제약을 완화할 수 있습니다. 이 소재 혁신은 AI 가스 페달 및 자동차 파워 모듈과 같은 고성능 개발 보드를 위한 열 솔루션을 제공합니다. 두 번째로 성능 재구성에 대해 알아보겠습니다. SMT 실장 기술은 초소형 부품 실장 기능을 통해 물리적 한계를 극복했습니다.
01005 부품(0.4mm x 0.2mm)의 안정적인 실장을 통해 개발 보드의 단위 면적당 부품 수를 5배까지 늘릴 수 있어 멀티칩 모듈(MCM)의 통합 설계를 지원합니다. 의료 기기 개발 보드에서 이 기능은 기존 플러그인 솔루션보다 80% 작은 10mm x 10mm 크기에 128채널 생체 전기 신호 수집 모듈의 통합을 실현합니다. 반면 SMT의 짧은 핀 설계는 고주파, 고속 시나리오에서 기생 파라미터를 크게 줄여줍니다. 5G 밀리미터파 개발 보드를 예로 들면, SMT 패치는 스루홀 기술에서 신호 경로 기생 인덕턴스를 5nH에서 0.1nH 미만으로 감소시켜 LCP(액정 폴리머) 기판(유전율 2.8, 손실 계수 0.002)과 함께 10^-12 미만의 BER로 60GHz 이상의 안정적인 신호 전송을 지원할 수 있습니다. 이러한 성능 향상은 차량 탑재 레이더 및 위성 통신 분야의 기술 혁신을 직접적으로 촉진합니다. 이러한 성능 향상은 차량용 레이더, 위성 통신 등의 분야에서 기술 혁신을 직접적으로 촉진합니다. 이처럼 안정적인 기반을 구축하기 위해 SMT는 다차원적인 공정 최적화를 통해 복잡한 작업 조건에 대응하고 있습니다. 산업 제어 개발 보드에서 Sn96.5Ag3.0Cu0.5 합금 솔더 페이스트는 계단식 패드 설계와 결합하여 솔더 조인트의 인장 강도가 0.15N/mm ² 이상으로 기존 설계에 비해 25%를 개선하는 동시에 필러 바닥에 주입하여 90%의 진동 에너지를 흡수하여 -40 ℃ ~ 125 ℃ 온도 사이클에서 조인트의 피로 수명이 10 ^ 6 배 이상 보장되도록합니다.
셋째, SMT 기술의 실생활 적용 사례에 대해 알아보겠습니다. 첫 번째는 전통적인 전자 분야입니다. 스마트폰 마더보드는 SMT를 통해 평방 센티미터당 최대 25개의 부품 밀도를 실현하고 5G RF 모듈과 AI 칩의 통합을 지원합니다. 연성회로기판(FPC)을 캐리어로 사용하는 웨어러블 기기 개발 기판은 저온 경화 접착제(경화 온도 150°C 미만)를 사용해 센서와 배터리의 3D 적층 패키지를 완성하고 굽힘 반경 2mm 미만 조건에서 신호 전송 안정성을 유지합니다. 두 번째는 전장 자동차 분야입니다. 차량용 ADAS 개발 기판은 SMT를 통해 0.3mm 피치 BGA 소자의 양산을 실현하고, X-선 검사 시스템으로 솔더 접합부의 불량률을 5ppm 이하로 관리하고 있습니다. 신에너지 차량용 배터리 관리 시스템에서는 구리 기반 방열 패드와 SMT 패치의 마이크로 채널 설계로 모듈 열 저항을 0.5K/W로 낮추고 IP67 방수-방진 요건을 충족합니다. 마지막으로 산업 자동화 분야입니다. PLC 개발 보드는 SMT 나노 은 전도성 페이스트를 사용하여 신뢰성이 높은 상호 연결과 5g 이상의 진동 가속도에서 신호 전송 지연 변동 <5ps를 실현합니다. 이 공정 혁신을 통해 산업용 로봇 컨트롤러는 응답 속도를 30%까지 향상시키면서 -20℃ ~ 85℃ 넓은 온도 범위 작동을 지원할 수 있습니다. 이 글의 마지막에는 이러한 SMT 기술 발전의 전망에 대해 언급하고자 합니다.
첫째, 완전한 디지털화 전환입니다. 딥러닝을 통해 미크론 수준의 결함 인식을 실현하고 오판률이 0.1% 미만인 AI 기반 AOI 검사 시스템은 실시간 피드백을 제공하여 배치 파라미터를 조정하며, 넥텍의 NX-B는 2전력 X선 투과 검사 대상 기술을 사용하여 내부 결함을 정확하게 검출합니다. 디지털 트윈 기술을 적용하여 신제품 도입 주기를 301일 단축하고 장비 고장 예측 정확도를 951일로 높였습니다. 둘째, 신소재 기반 구축에 힘쓰고 있습니다. 상변화 에너지 저장 솔더는 솔더링 과정에서 열 분포를 동적으로 조정하여 고전력 장치 솔더링의 열 충격을 40% 감소시키고, 분해 가능한 PI 필름을 적용하여 환경 보호를 향한 의료용 이식형 개발 보드의 진화를 촉진하고 생체 내 환경에서의 생체 적합성과 신호 안정성 간의 균형을 실현합니다.