功率半导体器件中的引线框焊锡性问题

汽车的半导体客户正变得日益苛求，这已经不是什么秘密。“引擎/阀帽”电子品的环境可以被证明在星球是最热的应力环境之一。在发动机组附近的电子品需要经历从冬天的严寒到热带的酷热的极端温度，增加相邻内燃机的热源。

JEDEC/IPC的水分敏感水平(MSL)标准经过开发已经涵盖聚合物模铸材料的吸收水分和“爆米花”效果，但已经被开发用于大量不同包装情形和失败模式。该标准确实允许一定数量的分层，即使在汽车半导体客户所要求的MSL1条件下。但是，现在"分层零容忍"是汽车设计工程师们最常见的要求。为了满足这个要求，模铸材料制造商和发动机组的供应商现在都在工作如何促进零分层。引线框的制造商们已经开发出多种生产他们产品的方法，以促进引线框金属本身和模铸化合物之间的粘着性。通常，它的形式是铜的物理与化学结构，使用的工艺如形成棕色的氧化物。

毫无疑问，增强粘着(AE)的需要推动引线框，相对于需要在冲模和引线框之间形成无空间的，高导性电子连接–基本上讲，它混淆了预制品或焊膏的焊接性。为了解决这个问题，引线框的制造商日益转向在铜上使用点镀银，厚度在2-9微米。与溅射在模表面的银相比，为何银这么厚呢?只是因为铜能够极快地分散到银里，更厚的银层致使引线框的使用寿命更长。还要注意电镀的工艺控制不如溅射，但廉价和迅速得多。

你们可以看到(下面)焊膏印刷在这些引线框上的示意图。

出现的一种失败模式是不能完全地湿润到引线框上，导致在焊锡膏没有完全流到镀银区时的失败-"分层位置"-(下面)。平整，发亮的，银抛光是模铸复合物粘着的合适表面。

所以，焊锡膏为何不湿润透彻呢?如果你们对完工的接头预计的最终银含量做一些初略的计算，答案时明确的。假设胶层厚度(BLT)为焊锡膏(25，75微米)，且含有2。5%Ag(如合金151或163)，电镀的厚度(3-9)微米。根据最近一次的客户调查，可以看到典型的电镀厚度2-9微米，)，平均值大约3微米。

所以，假设所有的银都被溶解，最终接头的银含量是多少?

因此，计算显示6至27%的银。27%的水平在这些类型的焊锡膏当中，事实上在大多数的焊锡膏当中，在预计的焊接温度下超过银的溶解极限。非湿润的机械机理是明确的:焊锡膏一旦填充了不溶性的间金属颗料，不能再湿润银。

告诉动力半导体元件供应商的信息:

• 银的厚度保持在统一的低水平下:由你们的供应商设置更加严格规格的银点镀。
• 更新你们未来的质量控制检测手段，使你们能够为银的厚度和统一获得回报。
• 管理引线框的存货，使你们在使用薄银层和氧化(溶解度/真空问题)分散铜时不会遇到引线框使用寿命的问题。

你们确实有一种选择(移动到替代的焊接类型)，但接着你们就进入了重新调整质量的过程了。

和往常一样，如果需要帮助请联系我。

欢呼!Andy

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