Znaczenie mycia w produkcji elektroniki dużej mocy

Coraz więcej urządzeń elektronicznych to konstrukcje kategoryzowane jako systemy dużej mocy. Są one coraz szerzej stosowane ze względu na rosnącą popularność pojazdów elektrycznych, instalacji solarnych, zasilania gwarantowanego. Mimo obsługi dużych mocy niezmiennie oczekuje się od nich niewielkich wymiarów, wysokiej sprawności, przez co płytki drukowane są coraz bardziej upakowane i trudniejsze w produkcji.

Elektronika mocy jest poddawana działaniu podwyższonej temperatury i pracuje w środowisku o zmieniających się warunkach klimatycznych, przy ekstremalnie wysokich natężeniach prądów i bardzo dużych wymaganiach dotyczących efektywnej wymiany ciepła. Duże obciążenie cieplne wymusza zachowanie najwyższej czystości podczas produkcji, gdyż nawet najmniejsze zanieczyszczenia pozostawione na powierzchni będą degradować użyte materiały, a więc zmniejszą jakość i niezawodność, tak bardzo pożądaną w tych zastosowaniach.

Zanieczyszczenia na płytkach drukowanych i podłożach modułów mocy to warstwy tlenków, pozostałości i rozpryski topników pozostawione po procesie lutowania. Rozpryski topników wpływają negatywnie na przyczepność drutu w procesie bondingu, a zanieczyszczenia na podłożu oraz na chipie mogą wywołać korozję lub osłabić konstrukcję mechanicznie. Muszą one zostać całkowicie usunięte, aby zagwarantować najwyższą niezawodność.

Podstawy

Proces produkcji zawsze składa się z wielu etapów i może być rożny w zależności od branży lub wykorzystywanej technologii. Dlatego też mycie może być wymagane na rożnych etapach produkcji. W produkcji modułów mocy pierwszym etapem jest przylutowanie struktury krzemowej komponentu do miedzianego podłoża (ramki). Na kolejnym etapie wymagane jest połączenie pól kontaktowych struktury z wyprowadzeniami za pomocą drutów (tzw. wire bonding). Już wówczas może być konieczne mycie. Następnie ramka ze strukturą jest mocowana na radiatorze i zamykana w obudowie termoplastycznej (rys. 1).

© Zestron

Rysunek 1: Mycie modułów mocy może być wymagane na dwóch etapach procesu produkcji

Procedura kwalifikacji

Zazwyczaj w celu określenia niezawodności modułów mocy przeprowadza się testy kwalifikacyjne zgodnie z międzynarodowymi standardami opartymi na normach IEC i Cenelec. Przykłady takich regulacji przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 1: Testy oceny produktu bazujące na normach IEC oraz Cenelec.