可焊性和润湿性
焊料在表面上的润湿和铺展是形成牢固、可靠、导电焊点的重要组成部分。术语 "可焊性 "是指焊料在表面上铺展的速度和均匀程度,良好的润湿总是能形成牢固、低空洞的焊点。这也是一个非常宽泛的术语,因为它结合了动力学和热力学的元素。良好可焊性的主要驱动力是热力学:液态焊料接触固态金属表面时形成的金属间化合物的负无能量,有利于液态金属与金属表面的接触。
就是这么简单。
可焊性保护涂料
还有其他一些因素会使问题变得复杂,例如保护涂层。这些涂层有两种形式:
- 蒸发性有机材料,如 OSP(有机可焊性保护剂),最常见的是化学吸附在表面上(通常是铜),以减缓底层金属的氧化速度,但其设计目的是在回流焊过程中通过挥发和溶解在助焊剂中的综合作用而容易去除。
- 人工金属层 (SML),在完成保护底层金属表面不被氧化的任务后,会迅速溶解到液态焊料中。例如,Ag/Ni 和 ENIG (Au/Ni):在每种情况下,镍都能通过保护性焊料溶解金属而保持无氧化物。SML 太薄,SML 中的针孔会使镍氧化: SML 层太厚,可能会形成 SML/焊料金属间化合物,影响 SML 的溶解性和 焊料的润湿速度。
无效
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.
当然,氮气(低ppm 氧气)回流对于高温焊接至关重要,使用成型气体(H2/N2)有时对某些表面(如镍和铜)也有好处。对于大面积芯片(10x10mm 或更高)的极低空隙,真空回流焊通常是必不可少的。
选择引线框架
最近,我们与几家客户合作,使用标准含铅(含铅)焊膏和我们的新型 HT 无铅焊膏技术BiAgX(®),并对引线框架表面进行了必要的改动。在这种情况下,客户正在从在铜上镀贵金属转向 "裸 "铜,从而节省了一些成本,并实现了向无铅贴片焊料的过渡。
以下是功率半导体用户选择合适引线框架或 DBC 表面处理的指南。
非常感谢我的同事Karthik Vijayamadhavan(欧洲)、Sehar Samiappan和SzePei Lim(东南亚)、David Hu(胡迪)(中国)以及 Hongwen Zhang 博士(美国)提出的意见和建议。



