Alliage de soudure or/étain : Applications et choix de compositions d'alliages

D'une manière générale, les applications utilisant des soudures or-étain sont les applications structurelles ou celles de fixation de puces. Les applications structurelles tirent parti de la résistance mécanique élevée de l'alliage, de la vaste gamme de températures de fonctionnement et de la résistance à la corrosion. Les applications de fixation de puces tirent parti de la conductivité thermique et la fiabilité supérieures de l'alliage. Les applications les plus courantes comprennent le scellement hermétique de boîtiers ainsi que la fixation de couvercles et de connecteurs. La fixation de puces concerne les DEL, les diodes à laser, les dispositifs RF et les circuits de puissance.

La métallisation revêtant la puce est choisie en grande partie par le fabricant de CIC (circuit intégré client). Les métallisations courantes comprennent celles au titane/platine/nickel avec une couche protectrice d'or. Dans le soudage structurel, la finition la plus courante est le nickel plaqué d'or. Dans les deux cas, la couche protectrice d'or se dissout dans l'Au/Sn et la liaison est faite à la sous-couche nickel/platine. Le nickel/platine est choisi pour sa faible vitesse de dissolution, même à de hautes températures de traitement et associé au 80Au/Sn.

Reportez-vous au diagramme de phase simplifié. Il montre comment la température du liquidus varie avec la composition. Vous pouvez voir les variations de température quand on s'éloigne de l'eutectique (280°C pour 80Au/20Sn). Cette variation est très rapide à gauche avec une augmentation de la teneur en or jusqu'à atteindre plus de 1000°C à 100 % d'or. Cette augmentation de la température de fusion se produit lors de tout processus de soudage entraînant la formation d'un intermétallique. Si cette augmentation de température n'est pas souhaitée, elle peut être compensée en choisissant un alliage ayant une teneur en or plus faible. Toute quantité d'or supplémentaire prise aux substrats peut effectivement maintenir l'eutectique 80Au/20Sn, qui fond à 280°C, en réduisant la formation d'un intermétallique à un point de fusion plus élevé. Pour cette raison, Au/Sn est systématiquement fourni à des compositions de 79/21 et 78/22.

La prochaine fois, nous examinerons les différentes possibilités qu'offre cet alliage polyvalent et unique. En attendant, si vous avez des questions au sujet du soudage à l'or-étain ou des alliages étain-or, vous pouvez me contacter ou l'un de mes collègues à l'adresse ​techsupport@indium.com.