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eGaN® FETとICのアセンブリ

eGaN FETは、他の任意のランド・グリッド・アレイ(LGA)封止のデバイスのように簡単にアセンブリできます。ユーザーは通常、標準的な表面実装技術を適用して、EPCのeGaN® FETを標準的なプリント回路基板にうまく取り付けることができます。EPCは、チップ装着やチップはく離のためのクイック・スタート・ガイドと同様にアプリケーション・ノートも用意しています。これらはすべて、アセンブリの資料のページに掲載してあります。

EPC のすべてのeGaNデバイスは、耐湿性レベル1(MSL-1)で定格化されています。

EPCのPbFはんだバンプには、SAC405(95.5/4.0/0.5のSn/Ag/Cu)または97.5/2.5のSn/Agを使っています。

バンプ金属層の下は、SAC405はんだバンプではTi/Cu、SN97はんだバンプではTi/ Cu/Niです。

はい。バンプの下に直接、ビアを配置することはできますが、リフロー工程中に、はんだが穴の中に吸い込まれることを防ぐために、および、チップに近接した露出した銅による電圧クリアランスの問題を防ぐために、確実にビアが満たされている(はんだマスクで覆われている)ことに注意しなければなりません。満たされなかったビアは、チップを傾かせたり、バンプをパッドに適切に接続できなかったりする原因になります。推奨されるビアの設計は、穴の直径6ミル(0.15 mm)でアニュラ・リング直径がパッド幅を超えないマイクロビアにして、非導電性または導電性のフィラで「必ず」満たされていなければなりません。プリント回路基板にデバイスをレイアウトする一般的な参考事項は、「Optimzing PCB Layout(プリント回路基板レイアウトの最適化)」を参照してください。

現在、EPCは、eGaNデバイスのはんだ付けに、米Kester社のNXG1タイプ3 SAC305と NP505-HR SAC305 タイプ4のはんだペーストを使っています。いずれのペーストも、88.5%の金属を含む無洗浄フラックスです。

下の図は、はんだペースト・メーカーの推奨に基づく、はんだペーストに対するeGaNデバイスのリフロー・プロファイルの推奨を示しています。このベンダーが推奨するリフロー・プロファイルには、使われているペーストに対応して常に従うべきです。

100 µm厚のレーザー・カットのステンレス鋼製ステンシルを推奨します。滑らかな壁のレーザー・カットのステンシルは、所望の分配量を放出する可能性がより高くなります。 タイプ3のはんだペーストには、タイプ4のはんだよりも大きな開口部が必要であり、両方とも、eGaN FETと集積回路のアセンブリのアプリケーション・ノートに推奨事項が記載してあります。型打ちしたステンシルを使わなければならない場合、適切なはんだ放出量を補償するために、開口部をわずかに拡大する必要があるかもしれません。

EPCのeGaN FETとICは、はんだをリフローしている間、所望の場所にその部品を保持するために粘着性フラックスを使うことによって、はんだを追加せずにプリント回路基板上に直接、実装することができます。PbF工程に、リンス液のいらないフラックスである米Kester社のTSF6502を使うことも可能です。クイック・リファレンスのチップの装着とはく離の手順は、ビデオと同様にアセンブリ資料のページでもご覧になれます。

EPCは、無洗浄フラックスはんだの使用を推奨します。ただし、熱的および電気的な樹枝状突起の形成を防ぐために、たとえ無洗浄のフラックスを使っても、基板からフラックスを洗浄することを推奨します。EPCは、無清浄フラックスを除去するために、米Technical Devices社製のNu / Clean AquaBatch XL標準システムで、米Kyzen社のAquanox A4625を使っています。

無洗浄フラックスを使って、リンスしない場合は、150℃で60分以上のポストリフロー焼成を推奨します。これによって、無洗浄フラックスが適切に硬化され、樹枝状突起の形成を防止することに役立ちます。

水でリンスできるフラックスを使う場合、eGaNデバイスは、適切なフラックス除去を確実にするために4つの側面のすべてでリンスする必要があります。傾いたデバイスは、リンスの流れを妨げ、フラックスがチップの下に閉じ込められたままになることがあります。 このため、低イオン成分のリンス不要のはんだフラックスを使って、リンス不要のフラックスをリンスすることを推奨します。詳細については、当社のアセンブリのアプリケーション・ノートeGaN FETと集積回路のアセンブリを参照してください。

現時点で、EPCは、PbFデバイスに対して、水で洗浄できるはんだフラックスの使用を推奨していません。水で洗浄できるフラックスを使う場合、eGaNデバイスは、確実に適切なフラックス除去を実施するために、4つの側面のすべてを洗浄する必要があります。傾いたデバイスは、洗浄の流れを妨げ、フラックスがチップの下に閉じ込められたままになることがあります。このため、低イオン成分の無洗浄はんだフラックスを使って、無洗浄フラックスを洗浄することを推奨します。詳細については、アセンブリのアプリケーション・ノート:eGaN FETと集積回路のアセンブリを参照してください。

アンダーフィルは、基板が湿気に曝されるアプリケーションでは使ってください。湿気および他の汚染物質は、樹枝状突起の成長を可能にする環境を作ることがあります。150℃対応のEPCデバイスでは、Hysol FP4531と米AI Technology社のMC7685-UFSのアンダーフィルを利用できます。

LGAパッケージのデバイス、すなわち、EPC2001C、EPC2007C、EPC2010C、EPC2012C、EPC2014C、EPC2015C、EPC2016C、EPC2019、EPC8002、EPC8004、EPC8009、EPC8010に適用できる以下の回答にご注意ください。

EPCは、上記リストのチップが、チップの特性パラメータに悪影響を及ぼすことなく、200 psiまで耐えることができると判断しています。この数値は、ヒートシンク材の装着、および/または、加えられた圧力の均一性に影響を与える可能性がある厳しいアセンブリの要因(例えば、チップの傾き)がないと仮定していることに留意することが重要です。

プリント回路基板の適切な設計ルールを順守しないと、多くの問題が発生する可能性があります。これらの問題は、アセンブリ技術が不十分だと悪化する可能性があります。アプリケーション・ノートのGaN FETと集積回路のアセンブリには、当社が遭遇した多くの問題を示し、その原因を説明したセクションがあります。このセクションは、アプリケーション・ノートの5ページ目の項目15から始まります。