Was ist nicht-eutektisch?

Wenn wir über nicht-eutektische Legierungen sprechen, müssen wir einen Schritt zurückgehen und darüber reden, was eine eutektische Legierung ausmacht. Jede Lotlegierung hat sowohl eine Solidus- (nicht geschmolzen) als auch eine Liquidus-Temperatur (vollständig geschmolzen). Wenn diese Temperaturen gleich sind, ist die Legierung eutektisch. Zum Beispiel ist 80Au20Sn eine eutektische Legierung mit einer Schmelztemperatur von 280 °C. Sind diese Temperaturen jedoch unterschiedlich, dann handelt es sich um eine nicht-eutektische Legierung. Um auf das Beispiel AuSn zurückzukommen: Wenn man die Zusammensetzung von 80Au20Sn geringfügig auf 79Au21Sn, 78Au22Sn oder sogar 75Au25Sn ändert, haben diese Legierungen unterschiedliche Solidus- und Liquidus-Temperaturen. Dadurch entsteht ein plastischer oder pastöser Bereich, den manche sogar als geschmolzenen Bereich bezeichnen. Dies wurde mir zum ersten Mal von einem Kollegen beschrieben, der sich diesen Vorgang wie ein Glas mit Eiswürfeln vorstellte, das man an einem sonnigen Tag nach draußen stellt. Das Glas enthält anfangs nur Eis, dann befinden sich Eis und Wasser nebeneinander im Glas, bis das Glas schließlich nur mit Wasser gefüllt ist. Die Mischung aus Eis und Wasser könnte als der plastische Bereich einer nicht-eutektischen Legierung angesehen werden!

Da Galliumnitrid- (GaN)-Dies in hochfrequenten, leistungsstarken, hochzuverlässigen HF-Leistungsverstärkervorrichtungen für 5G und anderen kritischen drahtlosen Kommunikationssystemen des Militärs und der Luft- und Raumfahrt immer beliebter werden, sah sich die Indium Corporation vor einige Herausforderungen gestellt. Einige GaN-Dies haben eine dicke Goldbeschichtung, um eine Oxidation zu verhindern. Es ist äußerst wichtig, dass die Lötverbindung die eutektische Zusammensetzung von 80Au20Sn beibehält, um alle einzigartigen Eigenschaften der Legierung zu nutzen, vor allem die hohen Verbindungsfestigkeit. Wird jedoch ein 80Au20Sn-Formteil als Lötmaterial verwendet, absorbiert das Lot während des Reflow-Vorgangs einen Teil des Goldes aus der Beschichtung, sodass die endgültige Zusammensetzung der Lötstelle von 80Au20Sn abweicht und die Festigkeit der Lötstelle direkt geschwächt wird.

Hier hat uns die Entwicklung einer nicht-eutektischen Legierung einige fantastische Möglichkeiten bei der Anwendung von GaN-Die-Attach-Anwendungen eröffnet! Durch die Senkung des Goldgehalts der AuSn-Legierung kann das Lot problemlos einen Teil des Goldes aus der Beschichtung absorbieren und am Ende trotzdem die endgültige Verbindungszusammensetzung des eutektischen 80Au20Sn bewahren. Je dicker die Goldbeschichtung des Dies, desto geringer muss der Goldgehalt des AuSn-Formteils sein. Und schon haben Sie wieder eine feste und zuverlässige Lötverbindung! Die nicht-eutektischen Formteile der Indium Corporation gewährleisten starke Lötverbindungen in einer Vielzahl von Geräte- und Package-Hardware. Unsere nicht-eutektischen AuSn-Formteile sind derzeit in den Zusammensetzungen 79/21, 78/22 und 75/25 erhältlich. Eine große Auswahl an X-, Y- und Z-Abmessungen, die für jede Die-Größe einzigartig sind, steht ebenfalls zur Verfügung.

Zur Klarstellung: H₂O ist keine Metalllegierung und kann daher keine eutektischen/nicht-eutektischen Eigenschaften haben. Es wurde nur als Beispiel verwendet.