Esta é a terceira de uma série de publicações do blogue que falam sobre pré-formas de solda reforçadas para alta fiabilidade e baixo índice de vazamento. Esta publicação centrar-se-á na forma como o InFORMS® afecta a consistência da linha de soldadura e porque é que esta é uma variável importante a considerar.
O suporte que é incorporado na solda limita o colapso da solda derretida. Se o peso do componente for maior do que a tensão superficial da solda quando esta derrete, a peça afundar-se-á na solda. Quando a solda solidifica, é improvável que permaneça plana, a menos que haja um suporte para o componente se apoiar.
No trabalho efectuado por James Booth e os seus colegas da Dynex Semiconductor Ltd. UK e Karthik Vijay, da Indium Corporation, foi utilizada uma pré-forma de solda reforçada numa montagem de IGBT para ligar o DBC à placa de base. Neste estudo, foi incorporada uma pré-forma de solda 95Sn/5Sb com uma espessura de 0,008 polegadas. O processo de montagem, tal como a maioria dos IGBTs, foi efectuado num processo de refusão a vácuo sem fluxo. Após o refluxo, analisaram a planaridade geral do dispositivo, bem como a fiabilidade do ciclo térmico.
As imagens abaixo mostram o perfilómetro a laser de um IGBT montado com uma pré-forma de soldadura reforçada, ao lado de um montado apenas com uma pré-forma de soldadura normal (sem stand-off). Quando montado utilizando a pré-forma com o stand-off incorporado, a co-planaridade geral foi melhor, com um desvio médio de 52,5 mícrones para o InFORM contra 67,5 mícrones com uma pré-forma padrão. A deflexão máxima para a pré-forma de solda reforçada foi de 60 mícrones, enquanto a pré-forma padrão teve uma deflexão máxima de 90 mícrones. O IGBT montado com a solda reforçada produziu uma melhor co-planaridade do que o montado com a solda normal. A pré-forma de solda reforçada resultou em juntas de solda com uma espessura de linha de ligação muito mais consistente.
Além disso, efectuaram ciclos térmicos de -50°C a 150°C com paragens de uma hora. As imagens C-SAM mostradas abaixo comparam uma solda padrão após 600 ciclos com uma pré-forma de solda reforçada após 800 ciclos. A solda padrão está a mostrar delaminação, que se acredita ser o resultado de uma espessura inconsistente da linha de ligação. Mesmo após 200 ciclos adicionais, a junta de solda reforçada não apresenta delaminação. Isto fornece provas suficientes de que a consistência da linha de ligação tem um impacto positivo na fiabilidade global da junta de solda.
O meu próximo artigo abordará a conceção de experiências para determinar as caraterísticas de esvaziamento do InFORM®.
Até à próxima vez,
Adão
