許多設計中都需要半導體腳端彎曲。本博客討論為實現(xiàn)可靠結果需要避免的錯誤和遵守的建議。
我們在實驗室做過實驗,一個穿孔功率晶體管需要腳端彎曲以插入試驗電路板,而我們使用鉗子來實現(xiàn)彎曲。我們及時重新連接了ESD腕帶,緊盯鉗角,然后進行彎曲。彎曲后的奇怪交錯間距導致無法插入,所以我們將針腳弄直,然后重試。這次,我們用鉗子夾住針腳,利用一個“經(jīng)過校準”的拇指位置來掰彎針腳。這次看起來好一些,但是之后,一個針腳掉了下來,因為金屬不是能實現(xiàn)零彎曲半徑的材料,尤其是第二次彎曲。您可能在想,圓頭鉗不也是金屬做的嗎?
老一輩人都知道如何利用原型獲得可行的結果,但是在生產(chǎn)環(huán)境中,腳端彎曲需要更好的控制。否則,結果可能是針腳斷裂、電鍍層剝離或器件成形損壞,從而允許水分進入以及在使用中最終出現(xiàn)故障。
但是,如今,所有部分都一定要采用表面貼裝方式嗎?如果都采用表面貼裝,也許會很好,但是TO式針腳封裝不會立即消失,尤其是在大功率產(chǎn)品中。無論如何,工程師都喜歡使用螺絲刀、刀和100W焊鐵來修改昂貴的承壓部件。為什么要修改?因為它們不能用,也許是因為形狀不合適。這時,人們又會突然聯(lián)想到“雞和蛋”的問題。
有些設計師會兩邊下注,使用TO封裝并讓針腳變成“鷗翼”形或C形,以便能兩全其美:讓螺絲連接的散熱片和表面貼裝的端子都能恰當連接(圖1)。這樣做會有將走線從板上撕下來的風險,不過在正常運行時溫度會不斷變化,不同材料隨著溫度變化會有不同程度的膨脹,而這也會造成移動。
針腳彎曲可以消除應力,但是有意將銅針腳設計成可以持續(xù)彎曲的想法并不具有吸引力,而且消除多少應力合適?即使使用適合JEDEC的封裝,針腳基料的厚度也可能有+/-20%的變化,而典型的錫鍍層厚度在300至1200微英寸之間,因此硬度會有顯著不同。無論如何,銅都是硬金屬,在用于器件針腳時,必須制成銅合金并回火至半硬狀態(tài)。其實,我很好奇“半硬”的容差是多?
之后,還有用作表面貼裝類型的針腳器件的回流溫度和缺乏潮濕敏感度(MSL)額定值問題。在實踐中,針腳最終可能會被手動焊接,以應對這些問題,而這有點與我們的初衷相違背。
有幾個原則可以指導如何彎曲端腳而不損壞器件本身。有幾件事絕不可為,針腳絕不可橫向彎曲(見圖2),而應當始終夾緊,以便彎曲處不會緊貼元件。
【圖2:橫向彎曲可能造成損壞】
建議夾子不要接觸封裝的塑料材料,且避免磨損鍍層或讓裸銅外露,不過彎曲所用工具的表面將不可避免地至少會讓鍍層表面“外露”。必須考慮任何內(nèi)置壓鉚螺母柱和最小彎曲半徑,然后指定彎曲處離器件體的距離,該半徑通常以針腳寬度或厚度的倍數(shù)表示。彎曲所用的工具和工作場所需要清潔并有合適的ESD保護。
UnitedSiC [1] 以各種有針腳的形式(TO-220、TO-247(三針腳和四針腳)、TO-264等)銷售寬帶隙半導體器件。它們都有一個有用的應用注釋AN0021:“穿孔針腳彎曲”[2],它總結了彎曲器件針腳時的易犯錯誤和建議,可幫助您可靠地彎曲成角,而不是弄斷針腳。
-
芯片
+關注
關注
455文章
50715瀏覽量
423164 -
ESD
+關注
關注
48文章
2029瀏覽量
172931 -
半導體
+關注
關注
334文章
27290瀏覽量
218102 -
封裝
+關注
關注
126文章
7874瀏覽量
142896
發(fā)布評論請先 登錄
相關推薦
評論