In un precedente post sul blog ho detto che la motivazione principale per un'elettronica priva di alogeni è apparentemente ambientale, ma che la confusione su "quali alogeni, quali molecole e a che livello?" ha apparentemente disaccoppiato il lodevole desiderio di migliorare l'ambiente dalla realtà, rendendolo più che altro uno strumento di marketing. Nonostante tutto ciò, rimangono alcuni casi in cui le prestazioni del prodotto finale possono essere direttamente influenzate dalla presenza di alogeni, solitamente sotto forma di alogenuri ionici. Questo è il motivo per cui Indium Corporation ha recentemente sviluppato quella che, a prima vista, sembra una strana combinazione: una pasta saldante per die-attach in lega ad alto contenuto di Pb (alto contenuto di piombo) priva di alogeni, Indium9.72-HF.
La modalità di guasto legata all'alogeno per le paste saldanti die-attach è la corrosione delle piazzole wirebond sul lato superiore dei die dei semiconduttori di potenza che sono saldati al leadframe con pasta saldante contenente alogeni. Molti produttori che producono alti volumi di dispositivi di potenza identici possono anche utilizzare il filo per il fissaggio dei die (talvolta chiamato "soft solder die attach", SSDA) ai leadframe con un processo senza flussante, ma molti produttori preferiscono la flessibilità intrinseca di un processo basato sulla pasta saldante per applicazioni di media miscela/medio volume.
I lettori di lunga data del blog ricorderanno che ho pubblicato un post sui solderspatter (noti anche come soldersplatter o soldersplash) e che possono essere causati da bolle di vapore di solvente o umidità che fuoriescono dai depositi di pasta saldante durante il riflusso. Quando scoppiano, le minuscole gocce di flussante o le particelle di saldatura dalla superficie della bolla possono essere spinte a una certa distanza (diversi metri). Mentre la saldatura sulle piazzole wirebond è chiaramente un fallimento dal punto di vista dell'affidabilità, alcune metallizzazioni delle piazzole wirebond possono essere soggette a corrosione da parte del flussante. Un forno a rifusione in cattivo stato di manutenzione può anche far gocciolare la condensa del flussante (di solito nella zona di uscita - raffreddamento), e anche questa può essere una causa di materiali organici sulle piazzole wirebond.
Finché il filo è d'oro e i pad wirebond sono ricoperti da uno strato uniforme d'oro, non ci sono problemi (a patto che i residui di flussante vengano lavati via) poiché l'oro non è reattivo, anche in ambienti corrosivi. I pad di alluminio (Al) o alluminio/silicio (Al/Si), invece, sono potenzialmente reattivi. I materiali alogenati, come i flussanti e i composti di sovrastampaggio, possono reagire con essi riducendo la resistenza alla trazione del filo e/o aumentare la resistenza della giunzione del filo, provocando un riscaldamento localizzato e un conseguente cedimento termico del giunto.Anche i materiali legati in modo covalente (C-X, dove X è un alogeno) possono dissociarsi ad alte temperature: è così che funzionano i ritardanti di fiamma bromurati vietati.
Il pericolo maggiore che il flusso alogenato corroda le piastre wirebond si presenta quando:
1/ Gli assemblaggi completati (tra il processo di rifusione e il processo di pulizia) vengono lasciati a lungo prima della pulizia; in particolare se sono esposti a un'elevata umidità (alta %RH) prima della pulizia.
2/ Il processo di pulizia è inadeguato: a causa di una scelta inadeguata della soluzione detergente, di una scarsa manutenzione del bagno, di un'energia di "sfregamento" inadeguata impressa alla superficie da pulire o semplicemente di un tempo di pulizia inadeguato.
Si noti che anche l'ottimizzazione di 1/ e 2/ può comunque portare alla corrosione del bondpad.
La pasta di Indio9,72-HF è disponibile sia in polvere di tipo 3 che di tipo 4, nelle leghe standard ad alto contenuto di Pb, Indalloy 151 (92,5Pb/5Sn/2,5Ag) e Indalloy 163 (95,5/2Sn/2,5Ag), e per stampi più grandi che necessitano di un giunto di maggiore affidabilità, offriamo anche l'Indalloy 164 (92,5Pb/5In/2,5Ag). Naturalmente è possibile scaricare una scheda tecnica del prodotto .
Salute! Andy
