В этом документе рассматриваются факторы, влияющие на появление пустот в паяных соединениях малой и большой площади в светодиодных модулях.Резюме
В то время как в паяных соединениях, где электропроводность является основным требованием, хоть и может допускаться значительный уровень пустот, но пустоты любого уровня серьезно ухудшают теплопроводность. Например, в осветительных модулях со светоизлучающими диодами (LED) эффективная теплопроводность через присоединение кристалла 1-го уровня к подложке, а затем через присоединение 2-го уровня к радиатору имеет решающее значение для производительности, поэтому образование пустот в паяных соединениях на обоих уровнях должны быть сведены к минимуму. Пустоты в паяных соединениях возникают из-за пузырьков газа, которые не выходят до тех пор, пока припой не затвердеет.
Хотя существует вероятность того, что воздух может попасть в область соединения во время оплавления паяльной пасты, обычно считается, что газы в пузырьках поступают в основном из флюсовой среды за счет улетучивания растворителей, как побочных продуктов реакций активатора с металлом. оксидов и от разложения смол и других компонентов. Выходят ли эти газы из паяного соединения или остаются в виде пустот, зависит от многих факторов, включая площадь и геометрию соединения.
Поскольку участки несмачиваемой подложки служат точками прикрепления пузырьков, способность подложки к пайке и активность флюса являются другими факторами, влияющими на возникновение пустот в паяном соединении. Летучие вещества, выделяющиеся во время плавления и слипания частиц порошка припоя, являются основным источником пузырьков, поэтому форма профиля оплавления может иметь большое влияние на возникновение пустот.
В этой статье авторы рассмотрят факторы, влияющие на возникновение пустот в паяных соединениях малой и большой площади, которые имитируют, соответственно, соединения 1-го и 2-го уровня в светодиодных модулях, и обсудят стратегии уменьшения воздействия, подходящие для каждого уровня. Они также сообщат о результатах исследования влияния состава флюсовой среды на образование пустот и оптимизации термического профиля для обеспечения того, чтобы большая часть летучих веществ высвобождалась на ранней стадии процесса оплавления.
Выводы
Хотя полностью устранить пустоты невозможно, их можно свести к минимуму с помощью систематического подхода, основанного на распознавании факторов, участвующих в образовании пустот, и их уменьшении. В исследовании, о котором сообщается в этой статье, было продемонстрировано благотворное влияние следующих факторов с достижением целевых уровней образования пустот:
- изменение состава для сведения к минимуму выделения летучих веществ на той части профиля оплавления, когда припой находится в расплавленном состоянии
- оптимизация состава для снижения поверхностного натяжения припоя
- максимизация шансов выхода расплавленного припоя за счет длительного TAL
- обработка вакуумом в расплавленном состоянии припоя
Кстати, польза азотной атмосферы подтвердилась.
Авторы:
Keith Sweatman, Takatoshi Nishimura, Kenichiro Sugimoto, Akira Kita
Nihon Superior Co., Ltd., Osaka, Japan
- Проблемы с пустотами при пайке. Обсуждение
- Образование пустот в паяных соединениях
- Снизит ли использование азота количество дефектов при пайке волной припоя?
Первоначально опубликовано в Протоколах МПК (The IPC Proceedings)