为电力设备的晶粒粘着选择焊接框架或者DBC面漆

可焊性与湿润性
焊料的湿润并铺展在表面上是形成牢固、可靠和导电性接头的基本步骤。术语“可焊性”是一种阐述如何迅速并均匀地把焊料铺在表面上，好的湿润始终能够形成牢固、低空隙的的焊料接头。这也是一个非常宽松的条件，因为它可以结合动力学与热力学的元素。良好焊接性的主要驱动力是热力学:当液体焊料接触固体的金属表面时形成间金属化合物的负自由能，有利于液体金属与金属表面的接触。

就这么简单。

可焊性的保存涂料
其它因素也能使事情复杂，如保护性涂料。形式有两种:

- 渐消失的有机材料如被最常见化学吸收在表面（通常是铜）上的OSPs(有机可焊接的杀虫剂)，可以减缓主要金属氧化的速度，然而经过设计在回流过程中通过助焊剂中组合挥发性和溶解性就很容易去除
- 牺牲金属层(SML)在完成保护下在的金属层抗氧化之后很快地溶解到液体焊料中。Ag/Ni和ENIG(Au/Ni)的例子:在每种情况下，镍通过保护性的焊料，即可溶金属可以保持不被氧化。太薄的SML和SML中的针孔将允许镍氧化:可能形成过厚层和SML/焊料间金属物，受到SML和焊料湿润速度的影响。

空隙
我们知道好的可焊性(结论:低空隙)对于电力设备的制造商来说是非常关键的，为分立器件设定的晶粒粘着的空隙标准是5%(单孔隙)<10%(合计)，而IGBT空隙限制可能从<2%一直下到<0.5%。在各种情况下，%空隙指总焊接接头面积的百分比。

氮气(低ppm氧气)回流是高温焊接的关键，当然，使用形成的气体(H2/N2)有时有益于某些表面，如镍和铜。至于大面积压印模的极低空隙(10x10mm和更高)，真空回流通常是必须的。

选择焊接框架
我们在Indium公司最近一直和几家客户一起协作研究标准的含铅(含Pb)焊膏和我们新的HT无Pb焊膏技术，BiAgX®(®)，必要时改变焊接框架的表面。在这种情况下，客户通常从铜的贵金属电镀转移到“裸”铜，导致成本节省并能够转换成无Pb的晶粒粘着焊料。
下面指导电力半导体用户选择合适的焊接框架或者DBC面漆。

非常感谢我的同事Karthik Vijayamadhavan (欧洲)， Sehar Samiappan 和SzePei Lim (东南亚)， David Hu (Hu Di) (中国) 和 Dr Hongwen Zhang (美国)的评论和参与。

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