大功率应用中焊点性能的天然局限性

正如先前的承诺，这里摘录了我与同事 Tim Jensen和Sunny Neoh合著论文的部分内容。Tim近期在表面贴装技术协会泛亚太大会（SMTA PanPac）上发表了相关演讲。该论文探讨了InFORMS® 如何帮助在大功率应用中减少空洞、提升可靠性和增强焊料性能。

大功率应用中的焊点正面临着前所未有的挑战。除了在组件和电路板之间提供机械和电气连接之外，焊点还有助于耗散大量热量。下列原理图显示了影响热流的多个因素。

部分焊料在作为导热界面材料时性能优异，例如SAC焊料的导热率约为35W/mK。相比之下，导热硅脂的导热率通常介于1–5W/mK之间。因此在耗散功率器件产生的热量方面，焊料的能力强得多。接触面积是焊料性能突出的另一个方面。与导热硅脂相比，当在界面上形成金属间化合物键合时，焊料将帮助接触面获得更好的性能。

可能削弱焊点导热性能的因素中包括焊接厚度。由于焊接工艺涉及金属熔融，因而元件会由于表面张力浮在熔融的金属上。令人遗憾的是，如果元件浮在熔融金属上，就无法确保在固化时组件将保持平行。这种不平行现象可能会导致聚热点的形成。另外，这种不可控性还会造成器件之间的导热性能的不一致。

焊点中的空洞是给导热性能造成负面影响的另一个方面。尽管焊料导热良好，但大空洞将会形成隔热体，进而显著延缓热传导。

请一定记得在2月16日回来查看相关话题的更多内容，届时我将探讨InFORMS®的技术进步。

下次见！

Adam