납땜성 및 습윤성
땜납을 표면에 적시고 퍼뜨리는 것은 강력하고 신뢰할 수 있는 전도성 조인트를 형성하는 데 필수적인 부분입니다. "납땜성"이라는 용어는 솔더가 표면에 얼마나 빠르고 균일하게 퍼지는지를 설명하는 방식으로, 항상 양호한 습윤으로 인해 강력하고 빈틈이 적은 솔더 조인트가 형성됩니다. 또한 동역학과 열역학의 요소를 모두 결합한 매우 느슨한 용어이기도 합니다. 우수한 납땜성을 위한 주요 원동력은 열역학으로, 액체 땜납이 고체 금속 표면에 접촉할 때 형성되는 금속 간 형성의 음자유 에너지로, 액체 금속과 금속 표면의 접촉에 유리하게 작용합니다.
간단합니다.
납땜성 보존 코팅
보호 코팅과 같이 상황을 복잡하게 만드는 다른 요인도 있습니다. 이는 두 가지 형태가 있습니다:
- 가장 일반적으로 표면(보통 구리)에 화학적으로 결합하여 기본 금속의 산화 속도를 늦추지만, 플럭스에서 휘발과 용해의 조합으로 리플로우 공정 중에 쉽게 제거되도록 설계된 유기 납땜 보호제(OSP)와 같은 소실성 유기 물질은 리플로우 공정에서 쉽게 제거됩니다.
- 희생 금속층(SML)은 기본 금속 표면을 산화로부터 보호하는 작업을 완료한 후 액체 땜납에 빠르게 용해됩니다. 예를 들면 Ag/Ni 및 ENIG(Au/Ni)가 있으며, 각각의 경우 테니켈은 보호 솔더 용해성 금속에 의해 산화물 없이 유지됩니다. SML이 너무 얇고 SML에 핀홀이 있으면 니켈이 산화될 수 있으며, 너무 두꺼운 층과 SML/솔더 간 금속이 형성되어 SML 용해도와 솔더의 습윤 속도를 모두 방해할 수 있습니다.
무효화
We know that goodsolderability (with its corollary:low voiding), is critical to power device manufacturers, with die-attach voiding criteria commonly set for discrete devices at 5% (single void) <10% (total), while IGBT voiding restrictions may go from <2% all the way down to <0.5%. In each case, the %voiding is an area percentage of the total solder joint area.
물론 고온 납땜에는 질소(낮은 ppm 산소) 리플로우가 중요하지만, 성형 가스(H2/N2 )를 사용하면 니켈과 구리 같은 일부 표면에 이점을 제공하는 경우도 있습니다. 대면적 다이(10x10mm 이상)의 보이드가 매우 낮은 경우 일반적으로 진공 리플로우가 필수적입니다.
리드프레임 선택
최근 여러 고객과 표준 납(Pb 함유) 솔더 페이스트와 새로운 HT 무연 솔더 페이스트 기술인 BiAgX(®)에 대해 협력하고 있으며, 납 프레임 표면의 변경이 필요하게 되었습니다. 이 경우 고객은 구리에 귀금속 도금을 하는 방식에서 "베어" 구리로 전환하여 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 무연 다이 부착 솔더로 전환할 수 있습니다.
다음은 전력 반도체 사용자가 적절한 리드프레임 또는 DBC 마감을 선택할 때 참고할 수 있는 가이드입니다.
의견과 조언을 제공해 주신 제 동료인 Karthik Vijayamadhavan (유럽), Sehar Samiappan과 SzePei Lim (동남아시아), David Hu(후 디)(중국), Hongwen Zhang (미국) 박사에게 감사의 말씀을 전합니다.
