"Comment puis-je réduire les vides dans mes soudures de fixation ?" est une question qui m'est souvent posée par des clients dans le domaine des semi-conducteurs de puissance. Les vides excessifs sont une mauvaise nouvelle dans les applications de soudage sous pression, non seulement parce qu'ils affectent le joint mécaniquement en tant qu'endroit où les fissures peuvent se propager, mais aussi parce qu'ils affectent la conductivité électrique et thermique de l'appareil. Ce serait formidable s'il existait une réponse simple, une balle d'argent en quelque sorte, pour résoudre ce problème. Mais le fait est que chaque cas est différent.
Cela dit, les différents facteurs qui influent sur la vidange sont généralement communs, et l'identification des facteurs potentiels qui contribuent à la vidange peut s'avérer essentielle pour déterminer la cause première.
Le diagramme d'Ishikawa, ou diagramme en arêtes de poisson, est un outil statistique qui peut être utilisé pour cartographier visuellement les facteurs potentiels. Il est également connu sous le nom de diagramme de cause à effet, les causes potentielles constituant les "arêtes" qui peuvent toutes conduire à l'effet observé à la "tête" de l'axe horizontal.
Le fait de disposer d'une telle cartographie des causes potentielles permet de décider où concentrer ses efforts pour réduire les vides de soudure par attachement à la matrice . Pour atténuer les effets environnementales environnementales, veillez à suivre les recommandations de stockage et de manipulation de votre fournisseur de pâte à braser. Il va sans dire que les bonnes pratiques en matière de manipulation de la pâte à souder de la matrice et lead-frame/DBC afin de minimiser la contamination, contribueront grandement à la lutte contre les défauts d'étanchéité. Cela nous amène aux deux catégories restantes qui ont le plus de causes potentielles pour les vides de connexion : le profil de refusion et la pâte à braser.
- Le profil de refusion peut avoir un effet significatif sur les vides de soudure, car chaque aspect du processus de refusion peut avoir un impact. La température de pointe doit être suffisamment élevée pour faire fondre l'alliage utilisé, former une bonne liaison métallurgique et abaisser la tension superficielle de la brasure fondue de manière à permettre aux gaz volatils du flux de s'échapper (vides potentiels), sans pour autant être trop élevée et provoquer une carbonisation du flux et un démouillage. Le temps nécessaire pour passer de la température ambiante à la température maximale, la vitesse de rampe et le temps de trempage (le cas échéant) peuvent tous affecter la vitesse à laquelle les volatiles du flux s'activent et dégazent. Le TAL, ou temps au-dessus du liquide, doit être suffisamment long pour que le dégazage des volatiles de flux puisse s'échapper (en particulier dans le cas de matrices plus grandes), mais trop long, il peut entraîner un dégazage excessif qui ne peut pas s'échapper. Enfin, il y a l'atmosphère de refusion. Pour la refusion des matrices, il est "normal" de refondre sous azote ou sous gaz de formage, car les exigences de la plupart des clients en matière de vide ne peuvent pas être satisfaites de manière cohérente sous air. Une ppm de 02 peut devoir être contrôlée en dessous d'un certain niveau pour que certaines pâtes à braser fonctionnent efficacement. Pour les dispositifs de forte puissance tels que les IGBT, pour lesquels les exigences en matière de vide sont encore plus strictes, il est désormais très courant d'utiliser un système de refusion sous vide.
- Le dernier facteur que nous examinerons, et sans doute le plus important, est la pâte à souder. pâte à braser elle-même. L'utilisation de la combinaison optimale d'alliage, de flux chimique, de charge métallique (% de métal dans la pâte en poids) et de type de poudre (taille des mailles) pour votre application et votre processus spécifiques est la meilleure arme dans la lutte contre les défauts de fixation.
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