자동차 전자제품용 포팅 화합물의 선택: 온도, 습도 및 AEC-Q 요구 사항

자동차용 포팅 컴파운드는 데이터시트에서 독립적으로 선택되지 않습니다. 스트레스 프로파일에 대해 선택됩니다: -40°C 콜드 스타트, 125°C 또는 150°C 언더 후드 담금, 85°C/85% 상대 습도에서 1000시간, 수천 번의 열 사이클, 연속 진동, 염수 분무, 연료, 오일 및 냉각수 접촉. 캡슐화재는 이 모든 것을 견뎌내면서 아래의 솔더 조인트를 그대로 유지해야 하며, 부품이 이미 획득한 AEC-Q 인증을 무효화하지 않아야 합니다.

이 가이드는 해당 요구 사항을 구체적인 재료 특성에 매핑하고 자동차 애플리케이션 영역별 선택 매트릭스를 제공합니다.

일반적인 오해: 포팅 컴파운드 자체는 AEC-Q 인증을 받지 않습니다. AEC-Q100은 패키지화된 집적 회로에 적용되고, AEC-Q101은 개별 반도체에, AEC-Q200은 수동 부품에, AEC-Q102는 광전자 장치에, AEC-Q104는 멀티칩 모듈에 적용됩니다. 부품 공급업체가 다이와 패키지를 인증하며, 캡슐화재는 해당 인증을 저하시키지 않아야 합니다.

실제로는 포팅 재료가 다음을 수행해야 함을 의미합니다:

• 균열, 박리 또는 유해 물질 방출 없이 모듈이 인증받은 것과 동일한 스트레스 테스트를 견뎌야 합니다.
• 전기화학적 이동 또는 알루미늄 및 은 금속화 부식을 유발하는 이온 오염(염화물, 나트륨, 칼륨)을 유발하지 않아야 합니다.
• 실리콘(약 3ppm/K), 솔더, 구리(약 17ppm/K) 및 컴파운드 자체 간의 CTE 불일치로 인해 솔더 조인트가 피로해지지 않도록 해야 합니다.
• 습기 노출 후 유전 강도를 유지해야 합니다. 완전히 경화된 실리콘은 일반적으로 > 18kV/mm를 유지하지만, 습기를 흡수하거나 공극이 있는 컴파운드는 그렇지 않습니다.

실리콘 포팅이 자동차 전자 제품에서 주로 사용되는 이유는 낮은 모듈러스 때문입니다. Shore A 20–40의 경화된 실리콘 또는 Shore OO 20–40의 젤은 150–400%의 신장률로 CTE 불일치를 솔더 조인트로 전달하는 대신 흡수합니다. 대면적 BGA 또는 칩 스케일 패키지의 경우, 낮은 모듈러스가 높은 열 전도성보다 일반적으로 더 중요합니다. 목표: 대형 패키지의 경우 모듈러스 5MPa 미만, 신장률 100% 이상.

충전되지 않은 실리콘은 약 0.2W/m·K의 열을 전도합니다. 충전된 등급은 1.0–3.0W/m·K에 도달하지만, 충전은 모듈러스를 높이고 하우징과의 CTE 불일치를 증가시키며 디스펜싱을 복잡하게 만듭니다. 열이 실제로 컴파운드를 통과해야 하는 곳(전력 모듈, OBC/DC-DC, LED 드라이버)에는 열 전도성 등급을 사용하고, 컴파운드가 보호층이지 열 경로는 아닌 제어 보드에는 낮은 모듈러스의 비충전 또는 저충전 등급을 사용하십시오.

백금 촉매 첨가 경화(1:1) 시스템은 자동차용으로 기본입니다. 부산물 없음, 심부 경화, 제어 가능한 포트 수명, 열 가속 경화. 이들의 약점은 황, 주석, 아민 및 일부 우레탄 및 에폭시 잔류물에 의한 억제입니다. 이는 동일한 고정 장치가 다른 화학 물질과 접촉하는 공장에서 실제 위험입니다. 축합 경화(10:1) 시스템은 기판에 더 내성이 있지만 경화 중에 알코올 또는 아세트산이 방출되어 구리를 부식시키고 밀봉된 인클로저에 스트레스를 줄 수 있습니다. 또한 두꺼운 부분에서는 느리게 경화됩니다. 밀봉된 자동차 모듈의 경우, 검증된 기판 호환성을 갖춘 1:1 첨가 경화가 더 안전한 선택입니다.

휘발성 실록산은 릴레이 접점, 광학 표면 및 센서 창에 응축되어 접점 저항 드리프트 또는 김 서림을 유발할 수 있습니다. 광학 장치 또는 릴레이가 포함된 모든 것에는 저휘발성 등급을 지정하고, 고임피던스 회로의 경우 이온 함량 데이터(Cl⁻, Na⁺, K⁺)를 요청하십시오.

UL94 V-0은 차량 모듈 내부에 자주 요구됩니다. 또한 RoHS/REACH 준수를 확인하고, EV 배터리 팩의 경우 팩 설계의 관련 내화 기대치를 확인하십시오.

• 기판 호환성 테스트 생산 전: 실제 하우징 재료 샘플을 포팅하고 경화시키십시오. 억제, 접착 및 변색을 확인하십시오.
• 탈기 ≤ 5mbar에서; 공극은 포팅된 모듈의 HAST 및 열 충격 실패의 가장 큰 원인입니다.
• 경화 프로파일 검증 표면을 만지는 것이 아니라 DSC 또는 경도 개발로. 억제된 시스템에서는 끈적한 표면 아래에 경화된 코어가 있는 것이 일반적입니다.
• 공극 검사 첫 번째 샘플 및 디스펜스 변경 후 X-레이 또는 CT로; 허용 가능한 공극 면적 비율을 정의하십시오.
• 신뢰성 테스트 전 사전 조건화: 조립 솔더링을 거치는 모듈의 경우 습기 담금 및 리플로우 등가 노출.
• 테스트 후 전기 검증: 각 스트레스 블록 후 절연 저항, 유전 내압 및 기능 테스트.
• 접착력 인장 테스트 배치당 생산 샘플에 대해, 특히 프라이머 또는 세척 변경 후.

• 열 충격 하의 솔더 조인트 피로: 컴파운드 모듈러스가 너무 높거나 CTE가 구리에서 너무 멀리 떨어져 있음 – 더 두꺼운 층이 아니라 더 낮은 모듈러스로 전환하십시오.
• 하우징 벽에서의 박리: 오염된 표면, 프라이머 없음 또는 경화 억제; 과도한 두께와 높은 모듈러스로 인해 악화됨.
• 습열 후 누설 전류 증가: 이온 오염 또는 불완전한 경화 – 입고 재료 및 혼합 비율 확인.
• 광학 표면의 김 서림: 휘발성 함량이 너무 높거나 경화가 너무 빠름; 저휘발성 등급 및 더 느린 램프 속도 지정.
• 보관 중 충전재 침강: 고충전 전도성 등급은 디스펜싱 전에 교반이 필요합니다. 유효 기간 및 혼합 절차를 정의하십시오.

데이터시트에 언급된 AEC-Q100 포팅 컴파운드가 실제로 규정을 준수합니까?
그러한 주장은 신중하게 처리하십시오. AEC-Q100은 캡슐화재가 아닌 IC 패키지를 인증합니다. 대신 모듈 수준에서 열 충격, 85/85 및 HAST를 통과하는 컴파운드를 보여주는 테스트 데이터를 요청하십시오.

모든 자동차 모듈에 하나의 포팅 컴파운드를 사용할 수 있습니까?
일반적으로 그렇지 않습니다. 열 전도성, 모듈러스, CTI 및 방출 요구 사항은 전력 스테이지와 레이더 프론트 엔드 간에 크게 다릅니다. 두세 가지 등급의 짧은 인증 목록이 실용적인 최적점입니다.

낮은 모듈러스가 약한 보호를 의미합니까?
아니요. 낮은 모듈러스는 자동차 현장 고장의 대부분을 차지하는 CTE 유발 피로에 대한 보호를 개선합니다. 기계적 충격 보호는 주로 하우징에서 제공됩니다.

인증에 얼마나 걸립니까?
열 충격 및 습열 블록은 일반적으로 6-12주가 소요됩니다. 모듈 설계 동결 후가 아니라 전에 재료 선택을 계획하십시오.

자동차 전자 제품용 포팅 컴파운드 선택은 카탈로그 조회보다는 인증 연습입니다. 스트레스 프로파일에서 시작하여 공장의 오염 위험에 맞는 경화 화학을 선택하고, 컴파운드가 보호층인지 열 경로인지 결정하고, 모듈 수준에서 검증하십시오. 이 순서가 통과된 데이터시트를 통과된 PPAP로 바꾸는 것입니다.

당사의 RTV-2 실리콘 및 포팅 컴파운드 범위는 저모듈러스 보호 등급, 1.0 ~ 3.0 W/m·K의 열 전도성 등급, EV 애플리케이션용 난연 시스템을 포함합니다. 모듈 도면과 테스트 프로파일을 보내주시면 검증된 짧은 목록과 샘플 수량을 제안해 드리겠습니다.