K indiu  a obecně k pájení polovodicu  kvuli odvodu tepla si dovolim obsahlejsi info típnuté z jiné konference:<div><br></div><div><pre style="overflow-wrap: break-word;">Date: Thu, 19 Mar 2020 13:02:48 -0000
From: "John Regnault" <G4SWX>
To: <<a href="mailto:moon-net@mailman.pe1itr.com">moon-net@mailman.pe1itr.com</a>>, 
Subject: Re: [Moon-Net] MRFX1k8

Hi Neil, 

Indium solder is not good for this sort of application. 

In a long-gone, previous existence in the early 1980s, I used to be the research engineer in charge of bonding and testing of semiconductor lasers with very significant heat transfer and current density issues. Initially for rapid  DC testing of chips we used to use Indium soldering using a temperature cycled bonding machine. Our failure rate was very high, often 30-50% after 24 hours at 60 degrees C heatsink temperature. 

There are a lot of references to the growth of whiskers and why Pure Indium solder is not a good idea. See a few references:
<a href="https://nepp.nasa.gov/whisker/other_whisker/#indium">https://nepp.nasa.gov/whisker/other_whisker/#indium</a>

In the end we moved to using AuSn eutectic solder at a somewhat higher temperature and plated diamond heat-spreaders! 

<a href="https://www.indium.com/blog/eutectic-gold-tin-ausn.php">https://www.indium.com/blog/eutectic-gold-tin-ausn.php</a>

This required a fairly exacting temperature cycle which is not suited to amateur 'hot-plate' technology.

It took many years work to get the solder and device metallisation reliability right so that we could obtain >100K hours on an elevated temperature life test. It took 2 more years to change from diamond heat spreaders to a CuW alloy.....{we did try BeO along this path!!!!}  Although the thermal conductivity is a bit higher than pure copper, CuW alloys are far superior in terms of thermal expansion and machinability. One of the higher thermal conductivity ones would be well suited for LDMOS heat spreaders.

For the application of soldering LDMOS to copper heat spreaders one of the common solder pastes, with a melting point 150-200C is in the right ball park. Higher temperatures do induce more significant take-up of the device metallisation into the solder as can also occur if the solder remains molten for too long on a hot plate. [I must look out my book with all of the metal eutectic tables} Rather than a hot plate I prefer to get a friend to use his temperature cycling SMD re-flow oven to do this task. 

Generally the choice of solder does not induce the sort of failures seen by most amateurs although I have seen tin whisker growth on the collector pads of my TS2000 after 8 years hammering on EME! In this case the Pb free solder paste used by the manufacturer was the cause.

In my view Michael's failure that started this thread was precipitated by very high dissipation, coupled with a high drive level which led to a chain of failures and catastrophe. Getting the heat away from the heat spreader is essential which is why water cooling solutions are probably the best. OZ1CT used to have some good pictures on his site but I can't find them at the moment. The water cooling blocks from PE1RKI also look pretty good. If you are going to use air cooling IT WILL BE NOISY. If it is not noisy you will probably not be passing enough air and will develop a hot spot under the heat spreader. I have an Italab commercial SSPA which increases the fan speed as the heatsink temperature goes up. When running full power it is far louder than my biggest valve PA ever was. Happily I am not in the same room when it is running.
 

73

John G4SWX
=====================================================================================

From: Neil <g4dbn> 

To: <a href="mailto:moon-net@mailman.pe1itr.com">moon-net@mailman.pe1itr.com</a> <mailto:<a href="mailto:moon-net@mailman.pe1itr.com">moon-net@mailman.pe1itr.com</a>> 

Subject: Re: [Moon-Net] MRFX1k8 failure--> water cooling?

 

The documentation says that using compound to fill the void is the correct approach.? I guess there is a good reason for it, perhaps to prevent fracture of the substrate.? It is easy enough to calculate the temperature gradient across a 0.09mm thick layer of thermal transfer compound. The void is 21.0 x 50.4 mm, so for Arctic Silver, at 8.9W/mK, the heat transfer rate for a 2 degree temperature difference is about 21 watts, or inversely, a thermal resistance between the case and heatsink of about 0.1 degree per watt.? Thermal interface sheet with a conductance around 5W/mK is available, not sure if it is made in thin enough sheets.? Only risk I can see is possible migration of the compound over a large number of heat cycles, but this stuff is horribly sticky, so I guess it would stay put. I think there is a paper about the specific reasoning behind the relieved back, by my memory fails me on the exact source of that paper.? I imagine that if you want a low-cost assembly, any lapping or machining of the contact area is a waste, so this may be a compromise between reasonably low thermal resistance and ability to absorb the tolerances of an extruded or die-cast heatsink.

An extra couple of degrees rise above heatsink temperature at 20 watts seems reasonable to me for this specific application, especially as the junction to case thermal resistance is often several degrees per watt.

Neil G4DBN</pre><br>středa 29. ledna 2020 Čihák Martin <<a href="mailto:cihak@dkv.cd.cz">cihak@dkv.cd.cz</a>> napsal(a):<br><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0 0 0 .8ex;border-left:1px #ccc solid;padding-left:1ex"><div lang="CS" link="blue" vlink="purple"><div><p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1f497d">Vím ještě o  jedné cestě. Dát pod tranzistor indiovou podložku (fólii). Lze ji koupit na e-bay. Osobně jsem to ale nezkoušel – taky tranzistory pájím.<u></u><u></u></span></p><p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1f497d">Indium je velmi měkké a ta fólie se pod tranzistorem rozmáčkne podobně jako vazelína a vyplní drobné nerovnosti povrchu tranzistoru a chladiče. Indium je dobře tepelně i elektricky vodivé takže funguje podobně jako cín, jen je spoj rozebíratelný.<u></u><u></u></span></p><p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1f497d"><u></u> <u></u></span></p><p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1f497d">                Martin.<u></u><u></u></span></p><p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri","sans-serif";color:#1f497d"><u></u> <u></u></span></p><p class="MsoNormal"><b><span style="font-size:10.0pt;font-family:"Tahoma","sans-serif"">From:</span></b><span style="font-size:10.0pt;font-family:"Tahoma","sans-serif""> Hw-list [mailto:<a href="mailto:hw-list-bounces@list.hw.cz" target="_blank">hw-list-bounces@list.<wbr>hw.cz</a>] <b>On Behalf Of </b>Jan Kuba<br><b>Sent:</b> Tuesday, January 28, 2020 11:40 PM<br><b>To:</b> HW-news<br><b>Subject:</b> Re: pasta<u></u><u></u></span></p><p class="MsoNormal"><u></u> <u></u></p><div><div><p class="MsoNormal" style="margin-bottom:12.0pt">U VF výkonových tranzistorů s výkony okolo 1kW je jediná cesta jak to teplo odvést tranzistor přiletovat. Pasty  nefungují...( špatně ) <u></u><u></u></p><div><p class="MsoNormal"><u></u> <u></u></p></div></div></div><p class="MsoNormal"><u></u> <u></u></p></div></div></blockquote></div>