Pâte de brasage sans nettoyage pour une soudure par clips

Je reviens juste de Malaisie où j’ai rendu visite à un de nos plus gros clients qui utilise notre pâte de brasage NC-SMQ75 à teneur élevée en plomb depuis de nombreuses années. Cela n'a rien de surprenant mais ce que beaucoup de personnes ne réalisent pas est que la pâte de brasage NC-SMQ75 peut être utilisée comme un matériau sans nettoyage dans de nombreuses applications de soudure en poudre. J’ai [ACM] parlé à mon ami SzePei Lim [SPL], notre Directeur technique régional, basé à Kuala Lumpur, de la pâte révolutionnaire NC-SMQ75 :

[ACM] Parlez-moi de la NC-SMQ75. Qu’est-ce qui en fait un matériau unique ?

[SPL] La pâte de brasage NC-SMQ75 pour soudure sans nettoyage de Indium fait partie des nouveaux matériaux de Indium Corporation à base de flux à très faibles résidus (« flux ULR ») : ceux-ci ont des niveaux de résidus de 4 % ou moins après reflux. La NC-SMQ75 ne laisse que 4 %, par poids, de flux : par conséquent, environ 0,4%, en poids, sur une pâte de brasage métallique de 90 % en poids. C’est la pâte de brasage dont les résidus sont les plus faibles que nous connaissons et qui est largement utilisée dans le secteur de l’assemblage de semi-conducteurs électriques. La pâte de brasage sans nettoyage NC-SMQ75 est celle qui se vend le plus pour l’application de soudure sur des grilles de connexion pour appareils électriques, comme la soudure empilée clipsée sur grille de connexion ou le clip sur grille. Elle peut être appliquée par versement ou impression et le reflux se fait dans un environnement qui forme du gaz ou du nitrogène.

[ACM] Qu’est-ce que « sans nettoyage » signifie pour les applications de soudure en poudre à température élevée ? Elles sont très différentes des usages de pâte de brasage sans nettoyage standard.

[SPL] Il existe de grandes différences : le flux actuel des semi-conducteurs électriques est vertical (de haut en bas ou inversement), plutôt qu’entre des conducteurs adjacents, comme dans la technologie de montage en surface (SMT) et l’enrobage est moulé dans un matériau à base d’époxy solide.

Une haute tension et une soudure fine se combinent donc pour offrir une solidité importante le long de toute la soudure. Un flux URL avec des résidus durs, bénins et une faible résistance (bonnes propriétés électriques) est donc crucial. Ce type de résidu permet aussi une bonne soudure du composant moulé afin d’empêcher la délamination pendant le cycle thermique et les tests MSL. Les clients qui utilisent cette pâte dans des applications sans nettoyage indiquent que, une fois que le profil de reflux a été optimisé afin de réduire le vide et les niveaux de résidu, le composant moulé final convient à une utilisation pour de nombreux types d’application différents, y compris dans le secteur automobile.

[ACM] Existe-t-il un compromis entre une pâte de brasage ULR sans nettoyage et un vide réduit ?

[SPL] Un client doit être prudent pour optimiser son profil de reflux et réduire le vide. C’est vrai pour les pâtes ULR et les autres types. Cependant, la NC-SMQ75 a souvent prouvé qu’elle pouvait refluer avec moins de 5% de vide dans de nombreuses applications de soudure plus petites, surtout celles de moins de 10 x 10mm.

[ACM] Les pâtes de brasage s’étirent habituellement mal lors du reflux, laissant des éclaboussures de flux sur les plots de soudure. Il est possible de l’utiliser comme pâte sans nettoyage même dans une application de soudure à fil ?

[SPL] Oui. Cela est peut être surprenant mais ces caractéristiques de résidu ultra faible permettent à la NC-SMQ75 d’être utilisée comme une vraie pâte de brasage sans nettoyage, même dans une application de soudure en poudre où les étapes suivantes comprennent une soudure par fil. Nous avons de l’expérience avec plusieurs clients où la conception et le positionnement du dépôt de pâte peuvent être optimisés afin de réduire le problème d’éclaboussure de flus sur les plots de soudure. Et nous pouvons donner des conseils si nécessaire. Cela fonctionne en général le mieux pour des applications dans lesquelles il y a moins de 5 plots de soudure par composant.

[ACM] Doit-on prendre des précautions spéciales lors de l’évaluation de la NC-SMQ75 pour des applications électriques sans nettoyage ?

[SPL] Les types de semi-conducteurs électriques évoluent rapidement car la demande électrique de dispositifs éloigne les clients des soudures filaires fines et les dirige vers des applications à base de clips en cuivre plus solides. La soudure devient aussi plus fine : jusqu’à 50 microns, dans certains cas. Comme pour toutes les applications où il n'y a pas qu'un seul ensemble de méthodes de test standard applicables dans le secteur, des tests à grande échelle de lots multiples de composants et de lots de pâte sont recommandés, afin de déterminer les données suffisantes permettant des décisions claires sur l’utilité de la pâte de brasage dans le processus de l’assemblage final.

Une incompatibilité occasionnelle avec un type spécifique de soudure de semi-conducteur peut être observée mais c’est quelque chose que nous connaissons comme étant un problème rare. Le personnel technique d'Indium Corporation peut vous aider pendant la procédure d'évaluation afin de guider les clients sur ce qu'ils cherchent. De plus, moi-même et plusieurs de mes collègues possédons une grande expérience de l'utilisation de la NC-SMQ75 dans les applications de soudure sans nettoyage. La compatibilité du résidu de flux redistribué final avec différents types de composés moulés est en général très bonne, la série Sumitomo G700 étant un des meilleurs types bien que Hitachi, Panasonic et d'autres puissent aussi convenir.

Les clients qui utilisent un four à convection standard modifié pour les applications à température élevée doivent s’assurer que le débit du flux N2 est stable et qu’il y a un niveau d’oxygène de faible ppm contrôlé dans le four.

[ACM] Je comprends qu’il y a de nouvelles pâtes sans nettoyage, à vide inférieur et résidu ultra faible qui sont développées pour les dispositifs de semi-conducteurs électriques : est-ce vrai ?

[SPL] Oui, nos équipes de recherche et développement aux Etats-Unis et en Chine, dirigées par le Dr Ning-Cheng Lee, développent encore plus de pâtes de brasage pour la soudure sans nettoyage sur ce marché. Certaines de celles-ci peuvent aussi s’applique à notre nouvelle pâte de soudure HTPbF (température élevée, sans plomb), le matériau BiAgX®, mais il reste encore quelques mois avant la mise en place.

SzePei, merci de nous avoir appris cela. Merci pour le gâteau aux œufs que vous nous avez offert le mois dernier et amusez-vous bien à la fête de Zhongqiu !

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