Die Auswirkungen der Beschichtung von Verbindungsflächen auf die Zuverlässigkeit einer AuSn-Lötstelle (Gold-Zinn)

Konstruktionsingenieure schreiben in der Regel eutektische AuSn-Lotformteile (80Au20Sn) für das Die-Attach und die Deckelabdichtung bei hochzuverlässigen Elektronik-Packages vor. Hier ist eine Erinnerung daran, dass die Gestaltung einer Lotanwendung mit einer eutektischen AuSn-Legierung ein bisschen kniffelig sein kann.

Eine Lötverbindung wird von zahlreichen Variablen beeinflusst. Im Mittelpunkt dieses Blog-Beitrags steht jedoch die Beschichtung der Verbindungsfläche. Üblicherweise werden Oberflächen mit geringer Lötbarkeit, beispielsweise Kovar^®, Edelstahl oder Keramik, mit Ni überzogen und dann eine Goldbeschichtung auf das Ni aufgebracht, um es vor Oxidation zu schützen. Während des Lötvorgangs fängt (löst) das Sn im Lotformteil die Au-Beschichtung auf und erhöht die Goldzusammensetzung in der Lötverbindung.

Das Auffangen von Gold während des Reflow-Prozesses führt zu einer erhöhten Schmelztemperatur der Lötverbindung, einem vorzeitigen Einfrieren und kleinen Voids in der endgültigen Lötverbindung. Diese Voids sind schlechte (thermische und elektrische) Leiter und erzeugen überhitzte Stellen in der Die-Attach-Bondlinie.

Eine Möglichkeit, dies zu verhindern, besteht in der Verwendung einer off-eutektischen (geringerer Au-Gehalt) Lotformteillegierung, um die Beschichtung zu kompensieren. Die Indium Corporation bietet zu diesem Zweck verschiedene Legierungen wie 79Au21Sn, 78Au22Sn und einige Versuchslegierungen an. Außerdem verwenden wir Werkzeuge, die die Zusammensetzung der Oberflächenbeschichtung und Lotformteile berechnen, um Ihnen eine endgültige Lötstellenzusammensetzung angeben zu können. Denken Sie daran, dass die Auflösungsgeschwindigkeit und -höhe von vielen Bedingungen abhängen, darunter der Gesamtenergiemenge (Temperatur und Zeit) über der Liquidustemperatur.

Wenn Sie ein neues Projekt haben, dann wenden Sie sich an mich oder das technische Support-Team der Indium Corporation, um die optimale Lotformteilzusammensetzung für Ihre Anwendung zu besprechen. Ich bin Bernard Leavitt (bleavitt@indium.com) und freue mich auf Ihre Fragen.

Vielen Dank