Parvenir à un contrôle de la ligne de jointure d'un brasage uniforme entre le substrat et la plaque de base dans les assemblages IGBT : Partie II

Les prochains articles viennent de mes collègues Karthik Vijay, Directeur technique d'Indium Corporation pour l'Europe et Liam Mills de TT Electronics Power and Hybrid. Ils ont fait de l'excellent travail à l'aide de la technologieInFORM® pour fabriquer des joints de brasage plus fiables à un coût inférieur à celui des techniques traditionnelles.

– Tim Jensen

Comme nous en avons parlé dans la Partie I de cette série en trois parties, une épaisseur de ligne de joint de brasage inégale entre le substrat et la base d'un module IGBT peut créer une tension sur les parties les plus fines¹, conduisant à une délamination et une panne prématurée pendant la durée de fonctionnement du module. Une épaisseur de ligne de joint uniforme empêche cette tension, bien que la méthode traditionnelle de couture et de découpe des raccords fasse augmenter la durée et le coût.

Afin de trouver des moyens plus efficaces d'obtenir une épaisseur de ligne de joint uniforme, TT Electronics Power and Hybrid a testé deux techniques de fabrication pour une application de l'aérospatiale avec des spécifications de fiabilité de cycle thermique de -55/+150°C, 1500 cycles passifs. L'échec a été défini comme étant une délamination de plus de 50% de la zone du substrat/plaque de base et une épaisseur de ligne de jointure souhaitée de 200µm d'épaisseur.

La première technique comprenait l'utilisation de préformes de brasage suivi de raccords découpés. Dans cette étude, les raccords ont été cousus et découpés en fonction de la ligne de joint nécessaire de 200µm dans les angles du substrat/plaque de base. Une préforme de brasage Sn63/Pb37 a ensuite été placée et soudée sur le substrat et la plaque de base. Les modules ont dépassé les 1500 cycles thermiques spéc. sans délamination. Le vide restait dans les limites acceptables de moins de 5% grâce aux conditions de traitement optimisées.

C'est une méthode tout à fait valide pour obtenir un produit fini fiable ; cependant nous souffrons toujours de l'inconvénient d'étapes et de coûts supplémentaires associés à ces mesures.

Venez lire la dernière partie de cette série où nous analyserons les résultats de l'utilisation de InFORMS^® pour obtenir une épaisseur de ligne de joint uniforme.

Cordialement,

Karthik Vijay, Indium Corporation, Royaume-Uni, kvijay@indium.com et

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

Références

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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