Erreichen einer einheitlichen Steuerung der Lotnähte zwischen dem Substrat und der Basisplatte bei IGBT: Teil II

Die nächsten paar Beiträge stammen von meinen Kollegen Karthik Vijay, technischer Manager der Indium Corporation für Europa und Liam Mills von TT Electronics Power and Hybrid. Sie haben äußerst interessante Arbeit geleistet, bei der sie die InFORM® Technologie verwendeten, um zuverlässigere Lotnähte bei geringeren Kosten als bei herkömmlichen Techniken zu erzeugen..

– Tim Jensen

Wie wir in Teil I dieser dreiteiligen Reihe diskutiert haben, kann eine ungleichmäßige Dicke der Lotnaht zwischen dem Substrat und der Basisplatte eines IGBT-Moduls Spannungen in den dünneren Bereichen¹ verursachen, die zu Delamination und vorzeitigen Fehlern während der Betriebszeit des Moduls führen können. Eine einheitliche Dicke der Lotnaht verhindert diese Spannungen, aber die herkömmliche Methode vom Aufnähen und Abtrennen der Drahtverbindungen kostet Zeit und Geld.

Auf der Suche nach effizienteren Mitteln, um eine einheitliche einheitliche Dicke der Lotnaht zu erreichen, hat TT Electronics Power and Hybrid zwei Herstellungstechniken für eine Anwendung in der Luftfahrt mit Anforderungen an die Temperaturwechselbeständigkeit von -55/+150 °C, an 1500 passiven Zyklen getestet. Als Fehler wurde eine Delamination von mehr als 50 % der Substrat- bzw. Basisplattenfläche definiert und die gewünschte Dicke der Lotnaht war 200 µm.

Bei der ersten Technik wurden Lotformteile, gefolgt von abgetrennten Drahtverbindungen verwendet. In dieser Studie wurden Drahtverbindungen aufgenäht und an den Ecken des Substrats/der Basisplatte auf die benötigte Länge von 200 µm gekürzt. Dann wurde ein Sn63/Pb37-Lötformteil platziert und auf das Substrat und die Basisplatte gelötet. Die Module bestanden die Anforderung von 1500 passiven Temperaturwechseln ohne Delamination. Das Voiding lag innerhalb der akzeptablen Grenzen von weniger als 5 % aufgrund der optimierten Verfahrensbedingungen.

Dies ist eine perfekte Methode, um ein zuverlässiges Produkt zu erhalten. Allerdings leiden wir noch immer unter dem Nachteil von zusätzlichen Schritten und den Kosten, die damit verbunden sind.

Kommen Sie zurück, um den letzten Teil dieser Reihe zu lesen, wenn wir Ergebnisse bei der Verwendung von  InFORMS^® erkunden, eine einheitliche Dicke der Lotnaht zu erhalten.

Viele Grüße,

Karthik Vijay, Indium Corporation, GB, kvijay@indium.com und

Liam Mills, TT Electronics Power and Hybrid, GB, liam.mills@semelab-tt.com

Referenzen

1.        K. Hayashi & G. Izuta, “Improvement of Fatigue Life of Solder Joints by Thickness Control of Solder with Wire Bump Technique,” ECTC 2002, www.cpmt.org/proceedings/

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