高温锡膏在大功率器件封装中的焊接工艺开发

高温锡膏因具有较高的熔点（通常熔点≥217℃），能满足大功率器件（如IGBT、功率MOSFET、大功率LED等）在工作时因高功耗产生的高温环境需求，其在大功率器件封装中的焊接工艺开发需围绕焊接可靠性、导热性及工艺稳定性展开，核心环节如下：

 1. 高温锡膏选型

 合金成分：常用无铅高温锡膏合金（如SAC305：Sn-3Ag-0.5Cu，熔点217℃；或更高熔点的Sn-5Sb，熔点232℃），需根据器件工作温度上限（通常要求焊接点熔点高于器件最高工作温度50℃以上）选择，同时兼顾导电性、导热性及成本。

助焊剂类型：匹配器件封装材质（如陶瓷、金属基片），选用无腐蚀、高活性助焊剂，确保焊盘与引脚的润湿性，减少焊接空洞（空洞率需控制在5%以下，避免影响导热）。

 2. 印刷工艺优化

 钢网设计：根据器件引脚间距（如大功率器件常为宽引脚或面焊）设计钢网厚度（0.12-0.2mm）和开孔形状，确保锡膏量均匀（避免过多导致桥连，过少导致虚焊）。

印刷参数：控制刮刀压力（5-10N）、速度（20-40mm/s）、脱模速度（1-3mm/s），保证锡膏图形清晰、无坍塌，尤其针对大面积焊接区域（如散热焊盘）需均匀涂布。

 3. 回流焊工艺开发

 温区曲线设计：

预热区（80-150℃，60-90s）：缓慢升温，挥发助焊剂溶剂，避免锡膏飞溅。

恒温区（150-180℃，40-60s）：激活助焊剂，去除氧化层，防止器件热冲击。

回流区（峰值温度高于锡膏熔点20-30℃，如SAC305峰值235-245℃，保持10-20s）：确保锡膏完全熔融，实现良好润湿。

冷却区（快速降温，速率3-5℃/s）：减少焊点晶粒粗大，提升焊点强度。

气氛控制：对敏感器件（如陶瓷封装）可采用氮气保护（氧含量≤500ppm），提升润湿性，减少氧化。

4. 焊接质量检测与可靠性验证

外观检测：通过AOI或显微镜检查焊点是否存在桥连、虚焊、锡珠等缺陷。

内部质量：采用X射线检测焊点空洞率，超声扫描（C-SAM）评估界面结合强度。

可靠性测试：进行高温存储（150℃，1000h）、温度循环（-40℃~125℃，1000次）、功率循环（模拟器件工作发热）等测试，验证焊点抗热疲劳性能，确保无开裂、脱落。

 5. 工艺适配性调整

 针对大功率器件封装的特殊性（如金属基片热膨胀系数与器件差异大），需通过调整锡膏成分（如添加微量稀土元素改善延展性）或优化回流曲线，缓解热应力，避免焊点因热循环产生裂纹。

协同开发，可实现高温锡膏在大功率器件封装中“高强度、高导热、

耐高温”的焊接效果，保障器件长期稳定工作。