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ハロゲンフリー高鉛ダイ・アタッチソルダーペースト:矛盾しない

以前のブログで、ハロゲン・フリー・エレクトロニクスの主な原動力は表向きには環境問題であるが、「どのハロゲンを、どの分子に、どのレベルで使用するか」という混乱が、環境改善への称賛に値する願望を現実から切り離し、マーケティング・ツールの域を出ないものにしているように思われる、と述べた。しかし、ハロゲンの存在(通常はイオン性ハロゲン化物)が最終製品の性能に直接影響する場合もある。インジウム・コーポレーションが最近、高Pb(高鉛)合金ハロゲンフリーダイ・アタッチソルダーペーストIndium9.72-HFという、一見すると奇妙な組み合わせを開発したのはこのためである。

ダイ・アタッチはんだペーストのハロゲン関連の故障モードは、ハロゲンを含むはんだペーストでリードフレームにはんだ付けされたパワー半導体ダイの上面にあるワイヤーボンドパッドの腐食である。同一のパワー・デバイスを大量生産する多くのメーカーは、フラックスレス・プロセスでダイをリードフレームに取り付けるために、ダイ・アタッチ(「ソフト・ソルダー・ダイアタッチ」、SSDAと呼ばれることもある)ワイヤーを使用することもありますが、多くのメーカーは、中品種/中量のアプリケーションでは、はんだペースト・ベースのプロセス固有の柔軟性を好みます。

長年のブログ読者であれば、ソルダースパッター(別名ソルダースプラッターまたはソルダースプラッシュ)に関する投稿を行ったことを思い出していただけると思います。ソルダースパッターは、リフロー中にはんだペーストの付着物から発生する溶剤蒸気や水分の気泡によって引き起こされます。気泡が破裂すると、気泡の表面から微小なフラックス液滴やはんだ粒子がかなり遠く(数フィート)まで飛散する可能性があります。ワイヤーボンドパッド上のはんだは、信頼性の観点からは明らかに失敗ですが、ワイヤーボンドパッドのメタライゼーションによっては、フラックスによる腐食の可能性もあります。また、リフロー炉のメンテナンスが悪いと、フラックスの凝縮液が滴下することがあり(通常は出口-冷却ゾーン)、これもワイヤーボンド・パッドに有機物を付着させる原因となります。

ボンドワイヤーが金であり、ワイヤーボンドパッドが金の均一な層で覆われている限り、金は腐食性の環境でも反応しないため、(フラックス残渣を洗い流しさえすれば)問題はない。しかし、アルミニウム(Al)やアルミニウム/シリコン(Al/Si)のボンドパッドは潜在的に反応性がある。フラックスやオーバーモールディングコンパウンドのようなハロゲン系材料は、これらと反応してワイヤーボンドの引き抜き強度を低下させたり、ワイヤーボンド接合部の接合強度を増加させたりする可能性があります。 を低下させたり、ワイヤーボンド接合抵抗を増加させたりする可能性があり、局所的な発熱や熱に起因する接合不良につながる。共有結合(C-X、Xはハロゲン)材料でさえ、高温で解離する可能性がある。

ハロゲン化フラックスがワイヤーボンドパッドを腐食させる最大の危険は、次のような場合である:

特に、洗浄前に高湿度(高RH)にさらされる場合。

2/ 洗浄工程が不適切:洗浄液の選択ミス、浴槽のメンテナンス不良、被洗浄面への "スクラブ "エネルギーの付与不足、あるいは単に洗浄時間が不適切な場合。

1/と2/を最適化しても、ボンドパッドの腐食につながる可能性があることに注意。

インジウム9.72-HFペーストは、標準的な高Pb合金であるインダロイ151(92.5Pb/5Sn/2.5Ag)とインダロイ163(95.5/2Sn/2.5Ag)のタイプ3とタイプ4の両方のパウダーがあり、より高い信頼性の接合部を必要とする大型ダイには、インダロイ164(92.5Pb/5In/2.5Ag)も提供しています。製品データシートは もちろんダウンロード可能です。

乾杯!アンディ