mesaj bırakın
Ürünlerimizle ilgileniyorsanız ve daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız, lütfen buraya bir mesaj bırakın, en kısa sürede size cevap vereceğiz.
Yumuşak lehimleme yöntemiyle kalıp yapıştırma, güç yarı iletkenlerinin paketlenmesinde yaygın olarak kullanılan bir birleştirme işlemidir. Yarı iletken yonga ile kurşun çerçeve, bakır alt tabaka, seramik alt tabaka veya modül taban plakası arasında hem mekanik bir bağ hem de termo-elektrik bir yol oluşturur. Yonga yapıştırma katmanı ısı dağılımını, elektriksel direnci, mekanik gerilimi ve paket güvenilirliğini doğrudan etkilediğinden, lehim hacminin, ıslatmanın, yapıştırma hattı kalınlığının, yonga eğiminin, atmosferin ve soğutmanın istikrarlı bir şekilde kontrol edilmesi çok önemlidir.
Bu uygulama kılavuzu, yumuşak lehimleme yöntemiyle çip yapıştırmanın nerelerde kullanıldığını, işlemin nasıl işlediğini, hangi kusurların en çok dikkat gerektirdiğini ve bir üretim çözümü seçmeden önce hangi ekipman özelliklerinin değerlendirilmesi gerektiğini açıklamaktadır.
Yumuşak lehimleme yöntemi, genellikle kalay bazlı ve gümüş, kurşun, indiyum veya bizmut gibi elementlerle birleştirilmiş düşük erime noktalı bir metal alaşımı kullanarak, yonga arka yüzü ile paket taşıyıcı arasında metalurjik bir bağlantı oluşturur. Lehimleme terminolojisinde, erime sıcaklığı 450°C'nin altında olan dolgu metalleri genellikle yumuşak lehim olarak sınıflandırılır.
Bu işlem, sıcaklık, zaman, yerleştirme kuvveti ve atmosferin kontrollü bir kombinasyonu altında tamamlanır. Lehim eriyip her iki yüzeyi de ıslattıktan sonra, bağlantının katılaşması için montaj soğutulur. Oluşan katman, kalıp, lehim ve taşıyıcı malzemelerin termal genleşme katsayılarındaki farklılıklardan kaynaklanan termomekanik gerilimi karşılarken ısı ve akımı iletmelidir.
Yumuşak lehimli yonga bağlantısı, verimli bir termal yol ve güvenilir bir arka yüz bağlantısı gerektiren güç paketleri için yaygın olarak tercih edilir. Tipik uygulamalar şunlardır:
Yumuşak lehimin uygunluğu, paket yapısına, çalışma sıcaklığına, güç döngüsü gereksinimine, uyumluluk standardına, alt tabaka metalizasyonuna ve hedef maliyete bağlıdır. Olağanüstü yüksek bağlantı sıcaklıklarına veya zorlu güç döngüsü gereksinimlerine sahip uygulamalar için, alternatif yonga bağlantı teknolojilerinin de değerlendirilmesi gerekebilir.
İşlem sırası lehim türüne ve paket tasarımına göre değişmekle birlikte, tipik bir otomatik işlem aşağıdaki aşamaları içerir.
Adım 1: Leadframe veya Substrat Ön Isıtma
Kurşun çerçeve veya alt tabaka, ısıtılmış bir ray veya bağlama istasyonuna girer. Ön ısıtma, termal şoku azaltır, lehimin erimesini destekler ve bağlantı alanını kararlı bir ıslatma için hazırlar. Bazı sürekli yumuşak lehim sistemlerinde, ısıtılmış işlem bölgesi 300-400°C aralığında çalışabilir; gerçek ayar noktası ve arayüz sıcaklığı, lehim alaşımına, paket kütlesine ve gerekli termal profile uygun olmalıdır.
Adım 2: Lehim Besleme ve Şekillendirme
Kontrollü miktarda lehim, bağlantı noktasına iletilir. Lehim teli veya şerit kullanıldığında, ekipman kalıp boyutuna ve gerekli lehim hacmine göre tanımlanmış bir uzunluğu keser veya besler. Daha sonra bir şekillendirme aleti veya damga, kalıp yerleştirilmeden önce erimiş lehimin tekrarlanabilir bir şekle yayılmasını sağlayabilir.
Adım 3: Kalıbın Alınması, Hizalanması ve Yerleştirilmesi
Vakum pensi, ayrılmış yongayı gofretten veya taşıyıcıdan alır. Görüntüleme sistemi yongayı ve hedef konumunu belirler, hizalama düzeltmesi uygular ve yongayı kontrollü bir kuvvetle erimiş veya hazırlanmış lehim tabakasına yerleştirir.
4. Adım: Bağ Oluşumu ve Soğutma
Islatma ve metalurjik bağlamayı teşvik etmek için sıcaklık, bekleme süresi ve yerleştirme kuvveti kontrol edilir. Ardından, lehimin aşırı kalıp hareketi, eğilme veya artık gerilim olmadan katılaşması için montaj kontrollü bir soğutma bölgesinden geçer.
Adım 5: Muayene ve Proses Doğrulama
Üretim hattına bağlı olarak, denetim kalıp konum doğrulaması, kalıp eğim ölçümü, yapıştırma hattı değerlendirmesi, yüzey incelemesi ve boşluklar için X-ışını analizi içerebilir. Proses verileri, izlenebilirlik için ürün tanımlamasıyla da ilişkilendirilebilir.
Yaygın Lehim Besleme Seçenekleri
| Lehimleme Formu | Ana Özellik | Tipik Kullanım |
| Lehim teli | Sürekli makara besleme ve programlanabilir uzunluk kontrolü | Tekrarlanabilir kalıp boyutlarıyla yüksek hacimli üretim |
| Lehim şeridi | Düz geometri ve kontrollü genişlik | Belirli paket veya kalıp formatları |
| Önceden şekillendirilmiş lehim | Tanımlanmış şekil ve hacim | Lehim hacminin sıkı kontrolünü gerektiren uygulamalar |
| Lehim macunu | Yerleştirilmeden önce basılmış veya dağıtılmış | Özel işlem akışları veya alt tabaka konfigürasyonları |
4.1 Boşluk Kontrolü
Lehimleme işleminde en önemli kalite sorunlarından biri boşluklardır çünkü bunlar ısı akışını kesintiye uğratır ve lokalize sıcak noktalar oluşturabilir. Bu boşluklar, sıkışmış gaz, eksik ıslatma, yüzey kirliliği, yetersiz lehim hacmi dağılımı veya macun veya akı içeren malzemeler kullanıldığında uçucu kalıntılardan kaynaklanabilir.
Pratik boşluk azaltma önlemleri şunlardır:
4.2 Islanma ve Oksidasyon Kontrolü
Sürekli bir metalurjik arayüz oluşturmak için iyi bir ıslatma gereklidir. Oksitlenmiş lehim, kalıp metalizasyonu veya kurşun çerçeve yüzeyleri, ıslatmama, eksik kaplama ve kararsız bağ dayanımına neden olabilir. Kapalı ısıtmalı hatlar, kontrollü azot akışı, düşük oksijen izleme ve doğrulanmış yüzey hazırlığı, oksidasyonla ilgili kusurları azaltmaya yardımcı olur. Nitelikli proseslerde şekillendirme gazı kullanılabilir, ancak gaz bileşimi ve güvenlik kontrolleri ekipman ve fabrika gereksinimlerine uygun olmalıdır.
4.3 Bağlantı Hattı Kalınlığı ve Kalıp Eğimi
Lehim hattı kalınlığı, termal direnci, gerilim dağılımını ve mekanik güvenilirliği etkiler. Aşırı varyasyon ayrıca, sonraki tel bağlamayı ve paket geometrisini etkileyen kalıp eğimine de yol açabilir. Tekrarlanabilir lehim hacmi, kontrollü şekillendirme, doğru yerleştirme kuvveti, pens durumu ve kararlı soğutma, düzgün bir bağlantı sağlamak için önemlidir.
4.4 Sıcaklık, Kuvvet ve Zaman
İşlem aralığı, belirli alaşım, kalıp boyutu, paket kütlesi ve yüzey kalitesi için geliştirilmelidir. Aşağıdaki değerler, evrensel üretim ayarları yerine, ekipmanın başlangıç kapasitesi referansı olarak faydalıdır:
| Parametre | Örnek Ürün Yelpazesi | Ana Etki |
| Isıtılmış işlem bölgesi | Bazı sistemlerde yaklaşık 300-400°C | Lehimin erimesi, ıslanması, oksidasyonu ve boşluk davranışı |
| Yerleştirme veya bağ kuvveti | Kaynak işlem aralığında yaklaşık 30-500 g | Lehim yayılması, bağlantı hattı kalınlığı, kalıp eğimi ve kalıp gerilimi |
| Bağ veya bekleme süresi | Birkaç saniye, işleme bağlı | Islatma ve metalurjik bağlantı oluşumu |
| Oksijen seviyesi | Düşük oksijen kontrolü; bazı sistemler 200 ppm'nin altını hedefliyor. | Oksidasyonun önlenmesi ve proses tekrarlanabilirliği |
| Gözlemlenen Sorun | Olası Nedenler | Süreç Yanıtı |
| Yüksek boşluk | Sıkışmış gaz, kirlenme, zayıf ıslatma, aşırı uçucu madde içeriği, uygun olmayan termal profil | Yüzey hazırlığını, atmosfer kontrolünü, termal profil oluşturmayı, lehim hacmi kontrolünü ve X-ışını doğrulamasını iyileştirin. |
| Eğimli kalıp | Düzensiz lehim dağılımı, tutarsız kuvvet, aşınmış pens veya şekillendirme aleti, soğutma sırasında hareket. | Lehim oluşumunu, yerleştirme kuvvetini, takım koşullarını ve soğutmayı stabilize edin. |
| Yetersiz lehim kaplaması | Düşük lehim hacmi, besleme hatası, ıslanmama, yanlış hedef konumu | Besleme uzunluğunu kalibre edin, yüzeyleri inceleyin, görüş hizalamasını doğrulayın ve lehim şeklini izleyin. |
| Lehim taşması | Aşırı lehim, yüksek kuvvet, aşırı sıcaklık veya bekleme süresi | Lehim hacmini azaltın, kuvveti optimize edin ve termal kontrolleri sıkılaştırın. |
| Kalıp kayması | Dengesiz yerleştirme, aşırı lehim akışı, titreşim veya kontrolsüz soğutma | Yerleştirme hareketini, bekleme süresini, taşıma stabilitesini ve soğutmayı optimize edin. |
| Oksidasyon veya ıslatmama | Yüksek oksijen seviyesi, kirlenmiş yüzeyler, uygun olmayan metal kaplama veya profil | Atmosfer izleme, temizlik, malzeme uyumluluğu ve profil geliştirme konularında iyileştirmeler yapın. |
Eksiksiz bir üretim sistemi, kalıp işleme, lehimleme, ısıl işlem, atmosfer kontrolü ve denetimi koordine etmelidir. Başlıca alt sistemler tipik olarak şunları içerir:
Ekipman Seçim Kontrol Listesi
| Seçim Alanı | Onaylanacak Sorular |
| Paket ve alt tabaka uyumluluğu | Kurşun çerçeve genişliğini, şerit formatını, alt tabaka türünü, paket ailesini ve ısıtma yöntemini onaylayın. |
| Kalıp ve gofret yelpazesi | Minimum ve maksimum kalıp boyutunu, kalıp kalınlığını, gofret boyutunu, gofret çerçeve formatını ve kalıp çıkarma kapasitesini kontrol edin. |
| Lehim malzemesi ve şekli | Alaşımların uyumluluğunu ve makinenin tel, şerit, önceden şekillendirilmiş malzeme veya macun malzemeyi destekleyip desteklemediğini doğrulayın. |
| Yerleştirme performansı | Hedef ürün için doğruluk, tekrarlanabilirlik, kuvvet kontrolü, kalıp dönüşü ve gerçek çevrim süresini değerlendirin. |
| Termal işlem yeteneği | Isıtma bölgesi tasarımı, sıcaklık homojenliği, reçete kontrolü, bekleme süresi ve soğutma kararlılığını gözden geçirin. |
| Atmosfer kontrolü | Oda sızdırmazlığını, azot veya nitelikli şekillendirme gazı desteğini, oksijen izlemeyi, egzozu ve güvenlik tasarımını doğrulayın. |
| Kalite kontrolü | Kalıp eğimi ölçümü, lehim şekli incelemesi, X-ışını entegrasyonu, alarmlar, SPC ve izlenebilirlik seçeneklerini değerlendirin. |
| Devir teslim ve bakım | Alet değişimi, reçete değişikliği, sarf malzemesine erişim, temizlik ve önleyici bakım gereksinimlerini gözden geçirin. |
| Fabrika entegrasyonu | Yukarı ve aşağı yönlü arayüzleri, MES veya SECS/GEM gereksinimlerini, veri formatlarını ve hat düzeni kısıtlamalarını doğrulayın. |
Yumuşak lehimleme yöntemiyle yonga yapıştırma, etkili termal ve elektriksel performansı olgun bir üretim altyapısıyla birleştirdiği için güç yarı iletken paketlemesinde önemli bir süreç olmaya devam etmektedir. Güvenilir sonuçlar yalnızca lehim alaşımına değil, aynı zamanda yüzey koşullarına, lehim hacmi kontrolüne, atmosfere, termal profillemeye, yerleştirme kuvvetine, yonga hizalamasına ve kontrollü soğutmaya da bağlıdır.
Bir üretim sistemini değerlendirirken, ekipman paket formatına, yonga ve gofret aralığına, lehim formuna, verimlilik hedefine, denetim planına ve fabrika entegrasyon gereksinimlerine uygun olmalıdır. Proses yeteneği, yalnızca genel özelliklere göre seçilmek yerine, uygulama denemeleriyle doğrulanmalıdır.
HYRNUS Güç cihazı üretiminde yarı iletken paketleme ekipmanları ve süreç odaklı yapılandırma desteği sağlıyoruz. Daha fazla bilgi için ürün yelpazemizi inceleyin. kalıp bağlama ekipmanıUyumlu kalıp bağlantı platformları ve destekleyici işlem modülleri için çözümler.
Pakete özgü süreç değerlendirmesi, ekipman konfigürasyonu veya hat entegrasyonu gereksinimleri için, mühendislik ekibimizle iletişime geçin. Kalıp boyutunuz, gofret formatınız, paket tipiniz, lehim malzemeniz, hedef kapasiteniz ve kalite gereksinimlerinizle birlikte.
SSS
Bu, yarı iletken yonga ile kurşun çerçeve, alt tabaka veya modül taban plakası arasında mekanik, termal ve genellikle elektriksel bir bağlantı oluşturur.
Yaygın seçenekler arasında lehim teli, şerit lehim, önceden şekillendirilmiş parçalar ve lehim macunu bulunur. Seçim, paket tasarımına, lehim hacmi toleransına, verimliliğe ve işlem akışına bağlıdır.
Boşluklar ısı transfer yolunu kesintiye uğratır ve belirli bölgelerde sıcaklığı yoğunlaştırabilir. Bu boşlukların boyutu, konumu ve dağılımı X-ışını incelemesiyle değerlendirilmelidir.
Bazı paket tasarımları için uygun olabilir, ancak yüksek bağlantı sıcaklığı ve zorlu güç döngüsü uygulamaları genellikle sinterlenmiş gümüş veya diğer gelişmiş bağlantı malzemeleriyle karşılaştırmayı gerektirir.
mesaj bırakın
WeChat'e tarayın :
WhatsApp'a tarayın :
