Wenn wir über außereutektische Legierungen sprechen, müssen wir einen Schritt zurückgehen und darüber sprechen, was eine eutektische Legierung ausmacht. Jede Lötlegierung hat sowohl eine Solidus- (nicht geschmolzen) als auch eine Liquidustemperatur (vollständig geschmolzen). Wenn diese Temperaturen gleich sind, ist die Legierung eutektisch. Zum Beispiel ist 80Au20Sn eine eutektische Legierung mit einer Schmelztemperatur von 280°C. Wenn diese Temperaturen unterschiedlich sind, ist die Legierung außereutektisch oder nicht-eutektisch. Um auf das AuSn-Beispiel zurückzukommen: Wenn wir die Zusammensetzung von 80Au20Sn leicht in 79Au21Sn, 78Au22Sn oder sogar 75Au25Sn ändern, haben diese Legierungen unterschiedliche Solidus- und Liquidustemperaturen. Dadurch entsteht ein plastischer, pastöser oder, wie ich gehört habe, sogar ein geschmolzener Bereich. Ein Kollege beschrieb mir das so: Stellen Sie sich vor, Sie geben einige Eiswürfel in ein Glas und stellen es an einem sonnigen Tag nach draußen. Das Glas besteht zunächst nur aus Eis, dann aus Eis und Wasser, bis das Glas schließlich nur noch aus Wasser besteht. Die Mischung aus Eis und Wasser würde man als den plastischen Bereich einer nicht-eutektischen Legierung bezeichnen!
Da Galliumnitrid (GaN)-Chips in Hochfrequenz-, Hochleistungs- und hochzuverlässigen HF-Leistungsverstärkern für 5G und andere kritische drahtlose Kommunikationssysteme für Militär und Raumfahrt immer beliebter werden, stand die Indium Corporation vor einigen Herausforderungen. Einige GaN-Chips sind mit einer dicken Goldschicht überzogen, um Oxidation zu verhindern. Es ist äußerst wichtig, dass die Lötstelle die eutektische Zusammensetzung von 80Au20Sn beibehält, um von allen einzigartigen Eigenschaften der Legierung zu profitieren, vor allem von der hohen Verbindungsfestigkeit. Würde jedoch ein 80Au20Sn-Vorformling als Lötmaterial verwendet, würde das Lot während des Reflow-Prozesses beginnen, einen Teil des Goldes aus der Beschichtung zu absorbieren, wodurch die endgültige Zusammensetzung der Lötstelle von 80Au20Sn abweicht und die Festigkeit der Lötstelle direkt geschwächt wird.
Die Entwicklung einer außereutektischen Legierung eröffnete uns hier einige großartige Möglichkeiten für GaN-Die-Attach-Anwendungen! Durch die Verringerung des Goldgehalts in der AuSn-Legierung kann das Lot einen Teil des Goldes aus der Beschichtung absorbieren, so dass die endgültige Verbindungszusammensetzung das Eutektikum 80Au20Sn ist. Je dicker die Goldbeschichtung auf der Matrize ist, desto geringer muss der Goldgehalt der AuSn-Lotvorform sein, und voilà: zurück zu einer starken und zuverlässigen Lötstelle! Die außereutektischen Vorformen der Indium Corporation gewährleisten starke Lötverbindungen in einer Vielzahl von Geräten und Gehäusen. Unsere außereutektischen AuSn-Preforms sind derzeit in den Zusammensetzungen 79/21, 78/22 und 75/25 erhältlich, mit einer breiten Palette an X-, Y- und Z-Abmessungen, die für jede Chipgröße einzigartig sind.
Zur Verdeutlichung:H2Oist keine Metalllegierung und kann daher keine eutektischen/uneutektischen Eigenschaften haben. Es wurde nur als Beispiel verwendet
