"¿Cómo puedo reducir los huecos en las soldaduras?" es una pregunta que me hacen a menudo los clientes del sector de los semiconductores de potencia. El exceso de huecos es una mala noticia en las aplicaciones de unión de troqueles, no sólo porque afecta a la unión mecánicamente como lugar donde pueden propagarse las grietas, sino también porque afecta a la conductividad eléctrica y térmica del dispositivo. Sería estupendo que hubiera una respuesta sencilla, una bala de plata si se quiere, para resolver este problema. Pero lo cierto es que cada caso es diferente.
Dicho esto, los diversos factores que afectan al vaciado serán, en general, comunes, e identificar los factores potenciales que contribuyen al vaciado puede ser esencial para determinar la causa raíz.
Una herramienta estadística que puede utilizarse para trazar visualmente los factores potenciales es el diagrama de Ishikawa, o espina de pescado. También conocido como diagrama de causa-efecto, las causas potenciales constituyen las "espinas" que pueden conducir al efecto que se observa en la "cabeza" del eje horizontal.
Disponer de un mapa de las posibles causas ayuda a decidir dónde concentrar los esfuerzos para reducir los huecos en la soldadura de la matriz . Para mitigar los medioambientales medioambientales, asegúrese de seguir las recomendaciones de almacenamiento y manipulación de su proveedor de pasta de soldadura. Huelga decir que las buenas prácticas en la manipulación del troquel y marco de plomo/DBC para minimizar la contaminación serán de gran ayuda en la batalla contra el voiding. Esto nos lleva a las dos categorías restantes, que son las que pueden causar más huecos en la unión de la matriz: el perfil de reflujo y la pasta de soldadura.
- El perfil de reflujo puede tener un efecto significativo en los huecos de unión de la matriz, ya que todos los aspectos del proceso de reflujo pueden influir. La temperatura de pico debe ser lo suficientemente alta como para fundir la aleación utilizada, formar una buena unión metalúrgica y reducir la tensión superficial de la soldadura fundida lo suficiente como para permitir la salida de los volátiles del fundente (posibles huecos), pero no debe ser demasiado alta para no provocar la carbonización del fundente y la deshumectación. El tiempo que se tarda en pasar de la temperatura ambiente a la temperatura máxima, la velocidad de rampa y el tiempo de remojo (si lo hay) pueden afectar a la velocidad a la que los volátiles del fundente se activan y desprenden gases. El TAL, o tiempo por encima del líquido, debe ser lo suficientemente largo como para que los volátiles de fundente desgasifiquen (especialmente en matrices grandes), pero si es demasiado largo puede provocar una desgasificación excesiva que no puede escapar. Por último, está la atmósfera de reflujo. Para el reflujo de troqueles, "la norma" es el reflujo bajo nitrógeno o gas formador, ya que los requisitos de vacío de la mayoría de los clientes no pueden alcanzarse de forma consistente bajo aire. Puede ser necesario controlar las ppm de 02 por debajo de un determinado nivel para que ciertas pastas de soldadura funcionen eficazmente. Para los dispositivos de mayor potencia, como los IGBT, en los que los requisitos de vacío son aún más estrictos, ahora es muy común utilizar un sistema de reflujo en vacío.
- El último factor, y posiblemente el más importante, que analizaremos es la pasta de soldadura misma. Utilizar la combinación óptima de aleación, química del fundente, carga metálica (% de metal en la pasta por peso) y tipo de polvo (tamaño de malla) para su aplicación y proceso específicos es la mejor arma en la lucha contra la omisión de la unión a la matriz.
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