Quando si parla di leghe non eutettiche, è necessario fare un passo indietro e spiegare cosa rende una lega eutettica. Ogni lega per saldatura presenta sia una temperatura di solidus (non fusa) che una di liquidus (completamente fusa). Quando queste temperature coincidono, la lega è eutettica. Ad esempio, la lega 80Au20Sn è una lega eutettica con una temperatura di fusione di 280 °C. Quando queste temperature sono diverse, la lega è non eutettica. Tornando all’esempio AuSn, se modifichiamo leggermente la composizione dell’80Au20Sn portandola a 79Au21Sn, 78Au22Sn o persino 75Au25Sn, queste leghe presenteranno temperature di solidus e liquidus diverse. Ciò crea un intervallo in cui il materiale assume una consistenza plastica, pastosa o, come ho persino sentito dire, fusa. Il modo in cui mi è stato descritto per la prima volta da un collega è stato quello di immaginare di mettere dei cubetti di ghiaccio in un bicchiere e di lasciarlo fuori in una giornata di sole. All’inizio il bicchiere contiene solo ghiaccio, poi al suo interno coesisteranno ghiaccio e acqua, finché, alla fine, il bicchiere conterrà solo acqua. La miscela di ghiaccio e acqua sarebbe considerata l’intervallo plastico di una lega non eutettica!
Con la crescente diffusione dei chip in nitruro di gallio (GaN) nei dispositivi amplificatori di potenza RF ad alta frequenza, alta potenza e alta affidabilità per il 5G e altre comunicazioni wireless critiche in ambito militare e aerospaziale, Indium Corporation si è trovata ad affrontare alcune sfide. Alcuni chip GaN presentano una spessa placcatura in oro per prevenire l’ossidazione. È estremamente importante che il giunto di saldatura mantenga la composizione eutettica 80Au20Sn per poter beneficiare di tutte le proprietà uniche della lega, in particolare l’elevata resistenza del giunto. Tuttavia, se si utilizzasse una preforma 80Au20Sn come materiale di saldatura, durante il riflusso la lega inizierebbe ad assorbire parte dell’oro dal rivestimento, alterando la composizione finale del giunto di saldatura rispetto alla proporzione 80Au20Sn e indebolendone direttamente la resistenza.
È proprio qui che lo sviluppo di una lega non eutettica ci ha offerto grandi opportunità nelle applicazioni di fissaggio dei chip in GaN! Riducendo il contenuto di oro nella lega AuSn, si crea lo spazio necessario affinché la lega di saldatura assorba parte dell’oro proveniente dalla placcatura, ottenendo così una composizione finale del giunto eutettica 80Au20Sn. Più spessa è la placcatura in oro sul die, minore dovrà essere il contenuto di oro nella preforma di saldatura AuSn, e voilà: si torna ad avere un giunto di saldatura resistente e affidabile! Le preforme non eutettiche di Indium Corporation garantiscono giunti di saldatura resistenti in una vasta gamma di dispositivi e componenti di packaging. Le nostre preforme AuSn non eutettiche sono attualmente disponibili nelle composizioni 79/21, 78/22 e 75/25, con un’ampia gamma di dimensioni X, Y e Z, adatte a qualsiasi dimensione di die.
Per chiarezza,l’H₂Onon è una lega metallica e pertanto non può presentare proprietà eutettiche o non eutettiche. È stata citata solo a titolo di esempio
