"Como é que reduzo os espaços vazios na soldadura de ligação ao molde?" é uma pergunta que me é feita frequentemente por clientes na área dos semicondutores de potência. Os vazios excessivos são uma má notícia nas aplicações de fixação de matrizes, não só porque afectam a junta mecanicamente como um local onde as fissuras se podem propagar, mas também porque afectam a condutividade eléctrica e térmica do dispositivo. Seria ótimo se houvesse uma resposta simples, uma bala de prata, se quisermos, para resolver este problema. Mas, o facto é que cada caso é diferente.
Dito isto, os vários factores que afectam o esvaziamento serão, de um modo geral, comuns e a identificação dos potenciais factores que contribuem para o esvaziamento pode ser essencial para determinar a causa principal.
Uma ferramenta estatística que pode ser utilizada para mapear visualmente os potenciais factores é o diagrama de Ishikawa, ou espinha de peixe. Também conhecido como diagrama de causa e efeito, as causas potenciais constituem os "ossos" que podem levar ao efeito visto na "cabeça" do eixo horizontal.
Ter as causas potenciais mapeadas desta forma ajuda a decidir onde concentrar os seus esforços para reduzir os vazios de soldadura de ligação ao molde . Para mitigar os ambientais Para atenuar as causas ambientais, certifique-se de que segue as recomendações de armazenamento e manuseamento do seu fornecedor de pasta de solda. Escusado será dizer que as boas práticas de manuseamento da matriz e estrutura de chumbo/DBC para minimizar a contaminação serão um grande passo na batalha contra a anulação. Isto leva-nos às duas categorias restantes que têm as causas mais potenciais para os vazios de ligação à matriz: o perfil de refluxo e a pasta de solda.
- O perfil de refusão pode ter um efeito significativo nos vazios de ligação da matriz, uma vez que todos os aspectos do processo de refluxo podem ter um impacto. A temperatura de pico tem de ser suficientemente elevada para fundir a liga que está a utilizar, formar uma boa ligação metalúrgica e baixar a tensão superficial da solda fundida o suficiente para permitir a saída dos voláteis do fluxo (potenciais vazios), mas não deve ser demasiado elevada e causar potencialmente a carbonização do fluxo e a desumidificação. O tempo que demora a passar da temperatura ambiente para a temperatura de pico, a taxa de rampa e o tempo de imersão (se presente) podem todos afetar a taxa de ativação e libertação de gases dos voláteis do fluxo. O TAL, ou tempo acima do líquido, tem de ser suficientemente longo para que os voláteis do fluxo libertem gases (especialmente em moldes maiores), mas se for demasiado longo pode resultar numa libertação excessiva de gases que não conseguem escapar. Finalmente, existe a atmosfera de refluxo. Para o refluxo de fixação de moldes é "a norma" refluir sob azoto ou gás de formação, uma vez que os requisitos de vazio da maioria dos clientes não podem ser consistentemente alcançados sob ar. Pode ser necessário controlar um ppm de 02 abaixo de um determinado nível para que certas pastas de solda funcionem eficazmente. Para dispositivos de maior potência, como os IGBTs, em que os requisitos de vazios são ainda mais rigorosos, é atualmente muito comum utilizar um sistema de refluxo em vácuo.
- O último fator, e sem dúvida o mais importante, que iremos analisar é a pasta de solda em si. Utilizar a combinação ideal de liga, química do fluxo, carga metálica (% de metal na pasta por peso) e tipo de pó (tamanho da malha) para a sua aplicação e processo específicos é a melhor arma no combate à anulação da ligação à matriz.
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