RDSON与焊料体积的电阻

一名中国的芯片贴装客户在本周提出了一个有关焊料体积电阻率的有趣问题。我的朋友Eric Bastow提议写一篇博客把这个问题告诉大家。

功率半导体的工程师都容易理解低功率消耗设备的主要优值系数是RDSON(漏源电阻处于“on”或正向偏压状态)。因为这种电阻只能导致能源(Joule-Thompson)作为热量损失，RDSON越低越好。大多数的设备都有RDSON，必须平衡实际的成本限制、系统的电力设计和DFM。该目标的RDSON还必须在部件的工程寿命期间稳定；高铅(高-Pb)焊料在接近200°C的交合温度时更多出现令人不安的事情。

对于芯片粘合并不使用焊线的设备而言，冲模本身成了元件全部电阻率的主要因素。这使冲模变得越来越薄，常常导致异常的结果，如由于模型(+)弯曲残存的助焊剂挥发物，并增加对由于ａ-颗粒的当前泄漏关心。

现在注意力转向焊接接头作为总体RDSON的主要因素。所以，我们怎能估计每个焊接接头?首先是基本概念。请牢记:

传导率 = (1 /电阻系数)

铟公司有许多焊接合金的数据，包括测量大块合金的导电率作为1/1.72microOhm.cm的IACS标准的百分比，即电阻率的反相体积测量。什么是体积?让我们告诉你们这是如何工作的，以芯片封装接接头作为例子，电流的流向为z-轴，客户关心一个焊接接头对RDSON有什么影响。

使用Indalloy 151 (92.5Pb/5Sn/2.5Ag)焊料，导电率是8.6%  (1/1.72micro.Ohm.cm)或者0.086/1.72microOhm.cm，或者20microOhm.cm的电阻。利用该数值，z轴(Rz)的电阻率很容易计算:

Rz = 20microOhm.cm * (z / x.y)

所以， 对于一个厚度50microns thick和 2mm x 2mm的焊接接头来说，电阻为2.5microOhms。对于RDSON允许的极限2mOhm，这相当于只有0.125%的范围。

请注意夹子粘合可以使用三层或更多层的的焊料(LF-晶粒 / 晶粒-夹子 / 夹子-LF 等)，所以， RDSON的贡献 (电阻量)不能忽视。

和平常一样，欢迎评论和纠正。

欢呼! Andy

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