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Formación de interconexiones THT avanzadas mediante el proceso de chorro de soldadura láser SB²

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Cómo superar las limitaciones de la soldadura por contacto THT

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Los métodos convencionales de soldadura de contactos THT se enfrentan a limitaciones cada vez mayores con los productos de nueva generación. Los pasos más finos, las geometrías más complejas, las relaciones de aspecto más excelentes, los sustratos térmicamente sensibles y la necesidad general de una unión sin fundente exigen soluciones de proceso diferentes.

El proceso de soldadura por chorro asistido por láser SB² aborda estos retos y los supera. El proceso consiste en inyectar una gota de soldadura fundida sobre un contacto THT. La soldadura rellena la cavidad entre la patilla y el interior del acceso de interconexión vertical (VIA), formando una conexión mecánica y eléctrica fiable. Este proceso, independiente del paso, funciona con diversas geometrías 2D y 3D. Tiene varias ventajas críticas sobre la soldadura por ola, la solución industrial convencional para soldar contactos THT. Además del uso opcional de fundente, admite aplicaciones de paso adecuado, ya que el tamaño utilizable del material de la bola de soldadura puede reducirse a 30 µm. Además, es un proceso más suave en cuanto al impacto térmico sobre el sustrato. Pueden evitarse daños térmicos en partes sensibles del sustrato, ya que el calentamiento del sustrato por contacto con la soldadura fundida está muy localizado. Además, trabajos anteriores han demostrado que las uniones de interconexión creadas de este modo son mucho más resistentes a los efectos del envejecimiento térmico. Esto se debe a que el evento térmico es más corto, entre 2 y 4 órdenes de magnitud, en comparación con los procesos de unión convencionales de flujo en horno, soldadura con plancha o soldadura por ola.

En este trabajo, creamos muestras de contacto THT PTH y NPTH de diferentes geometrías y relaciones de aspecto que mostraban diversos metalizados de pad (Cu, NiAu o HASL) y que luego procesamos con el método SB²-Jet. Los vehículos de prueba resultantes se sometieron a exhaustivos análisis, incluida la inspección microscópica de la geometría de la unión y el análisis de rayos X. Además, se inspeccionó microscópicamente el impacto en los contactos soldados antes y después del ciclo térmico, junto con un análisis metalúrgico mediante pulido transversal.

Se demostró un modelo para determinar el nivel de llenado mediante un sistema de escaneado visual, que hace obsoletos los costosos y lentos análisis de rayos X o la preparación de secciones transversales. Por último, se describen el potencial industrial y la importancia tecnológica de este novedoso método y se ofrecen perspectivas sobre futuros avances tecnológicos.

Puede descargar el estudio completo en nuestro sitio web.