Proprietà dei materiali per saldatura 80/20: conduttività termica e caratteristiche
Le leghe oro-stagno sono considerate le saldature 80/20 prototipiche. La composizione eutettica è costituita dall'80% di oro e dal 20% di stagno. Queste leghe sono classificate come saldature dure e trovano impiego anche nel packaging di dispositivi ibridi, fotonici, microelettrici e fotoelettronici. Questo tipo di saldatura non richiede flusso, ma offre i migliori risultati sotto gas di formatura come azoto o idrogeno, che prevengono l'ossidazione durante il processo di saldatura spostando l'ossigeno.
Proprietà del materiale eutettico Au/Sn
Il materiale eutettico oro/stagno ha una temperatura di fusione di 284 °C (543 °F) e una densità di 14,5 g/cm³. È noto per la sua eccellente conduttività termica, che lo rende la saldatura preferita per numerose applicazioni. Il valore di conduttività termica è 57,0 W/m·K, molto elevato. Anche la conduttività elettrica è eccellente, con un valore del 7,7% IACS. I legami formati dalla saldatura 80/20 oro-stagno sono molto resistenti grazie all'alta resistenza a trazione del materiale, pari a 276 MPa. Altre proprietà includono un coefficiente di dilatazione termica di 16,0 µm/m·K e una resistività di 160 nΩ·m.
Saldatura eutettica integrata Au/Sn (80/20)
La saldatura eutettica integrata oro/stagno 80/20 ha un intervallo di spessore da 80 a 200 µm, con lo spessore più comune di 160 µm. Quando il pad eutettico è all'interno del conduttore, il ritiro del pad di saldatura dalla metallizzazione in oro è di 0,0015 pollici. Il ritiro della metallizzazione in oro dal bordo del substrato è di 0,002 pollici, sebbene la terminazione al bordo sia disponibile presso alcuni produttori. La saldatura eutettica ha anche una dimensione minima del feature di 0,005 pollici e uno spessore minimo del substrato della stessa misura, senza posizionamento del pad di saldatura.
Materiale sputterato
La saldatura eutettica oro-stagno è un materiale sputterato, che garantisce una planarità e un controllo dello spessore superiori. Il dimensionamento dei pad in oro-stagno durante la produzione è cruciale: i produttori chiedono solitamente ai clienti di specificare i requisiti in base alle dimensioni del die e alle tolleranze. Esistono anche saldature oro-stagno pre-depositate e patternate, molto convenienti per eliminare i preform quando si utilizzano design con gerarchia di saldatura multipla o siti di preform multipli.
Altre proprietà
La lega di saldatura oro-stagno 80/20 è utilizzata nel bonding di chip o die a circuito integrato, grazie a caratteristiche come alta resistenza del legame, adesione e buona conduttività termica. Il materiale presenta anche basso stress, resistenza alla corrosione e al creep, e non forma whisker durante l'uso. Rifonde a 280 °C (536 °F) e mostra una buona bagnabilità.