「ダイ・アタッチはんだ付けのボイドを減らすにはどうしたらよいでしょうか」これは、パワー半導体分野のお客様からよく聞かれる質問です。過剰なボイドは、クラックが伝播する場所として接合部に機械的な影響を与えるだけでなく、デバイスの電気伝導率や熱伝導率にも影響を与えるため、ダイ・アタッチ・アプリケーションでは悪いニュースです。この問題を解決する簡単な答え、言うなれば特効薬があればどんなに素晴らしいことだろう。しかし、実際のところ、すべてのケースは異なる。
とはいえ、ボイドに影響を与える様々な要因は、概して共通しており、ボイドを引き起こす潜在的な要因を特定することは、根本的な原因を特定する上で不可欠である。
潜在的な要因を視覚的にマッピングするために使用できる統計ツールのひとつに、石川（魚の骨）図がある。これは因果関係図としても知られており、潜在的な原因が「骨」を構成し、そのすべてが横軸の「頭」に見られる効果につながる可能性がある。
ダイ・アタッチ はんだのボイドを減らすために、どこに重点を置くべきかを決定する際に、このように潜在的な原因をマッピングしておくと役立ちます。ボイドを減らすには 環境はんだペーストのサプライヤーが推奨する保管方法と取り扱い方法に従ってください。ダイ・アタッチはんだの取り扱いにおいて、適切な慣行が必要であることは言うまでもありません。 ダイおよび リードフレーム/DBCの取り扱いを適切に行い、汚染を最小限に抑えることが、ボイドとの戦いに大いに役立つことは言うまでもありません。そこで、ダイ・アタッチ・ボイドの最も潜在的な原因である、リフロー・プロファイルとはんだペーストの2つのカテゴリーについて説明します。
- リフロープロファイル リフロー・プロファイルリフロープロセスのあらゆる側面が影響するため、ダイアタッチボイドに大きな影響を与える可能性があります。ピーク温度は、使用する合金を溶融し、良好な金属結合を形成し、溶融はんだの表面張力を十分に低下させてフラックスの揮発性ガス（潜在的なボイド）を逃がすのに十分な温度にする必要があります。周囲温度からピーク温度に達するまでの時間、昇温速度、浸漬時間（もしあれば）はすべて、フラックスの揮発性物質の活性化およびアウトガスの速度に影響します。TAL（液面上時間）は、フラックス揮発性物質のアウトガスを逃がすのに十分な長さである必要がありますが（特に大型ダイの場合）、長過ぎると過剰なアウトガスが発生し、逃がすことができなくなります。最後に、リフロー雰囲気です。ダイ・アタッチ・リフローでは、窒素またはフォーミング・ガスの下でリフローするのが「普通」である。特定のはんだペーストを効果的に使用するためには、02ppmを一定レベル以下に制御する必要があります。IGBTのような高出力デバイスでは、ボイドの要件がさらに厳しくなるため、真空リフローシステムを使用するのが一般的になっています。
- 最後の、そして間違いなく最も重要な要素は、以下の通りである。 ソルダーペースト そのものです。合金、フラックスの化学的性質、メタルロード（ペーストに含まれる金属の重量比）、パウダーの種類（メッシュサイズ）を特定のアプリケーションとプロセスに最適な組み合わせで使用することが、ダイアタッチボイド対策における最大の武器となります。
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