IRL40SC228 – maksymalna temperatura lutowania, profil reflow, ręczne lutowanie TO-263

Pytanie

jaką maksymalną temperaturę lutowania wytrzyma irl40sc228

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Dla lutowania rozpływowego (reflow) zgodnego z J-STD-020: maks. 260 °C (±5 °C) na obudowie, ≤ 40 s powyżej 255 °C.
• Dla lutowania ręcznego: 300 °C (grot lutownicy) mierzonych 1,6 mm od obudowy, ≤ 10 s.

Szczegółowa analiza problemu

1. Obudowa TO-263 (D²PAK) IRL40SC228 jest kwalifikowana do profilu JEDEC J-STD-020 dla elementów Pb-free o objętości ≥ 350 mm³, grubości ≥ 2,5 mm.
2. Profil reflow Pb-free:
   • Ramp-up: ≤ 3 °C/s do 150 – 200 °C (pre-heat)
   • Soak: 150 – 200 °C, 60 – 120 s
   • TAL (Time Above Liquidus 217 °C): 40 – 70 s
   • Peak package body temperature (Tp): 260 °C +0 / –5 °C, czas w przedziale Tp – 5 °C ≤ 40 s
   • Ramp-down: ≤ 6 °C/s
3. Lutowanie ręczne (naprawy/prototypy): IR podaje 300 °C / 10 s dla grota mierzone 1,6 mm od plastiku; praktycznie zaleca się 320–350 °C na grocie, ale z podgrzewaniem PCB (≈ 120 °C) aby zminimalizować czas kontaktu.
4. Maks. temperatura złącza Tj(max) = 175 °C – proces lutowania musi być na tyle krótki, aby jej nie przekroczyć; stąd krytyczny jest zarówno szczyt, jak i czas ekspozycji.

Aktualne informacje i trendy

• Najnowsze rewizje kart katalogowych Infineon/IR dla D²PAK pozostają przy 260 °C Pb-free; nie ma sygnałów o podnoszeniu tego limitu mimo rosnącej popularności stopów wysokotemperaturowych (Bi, AuSn).
• W produkcji masowej dominuje reflow w azocie z szybkim chłodzeniem (< 6 °C/s) w celu ograniczenia delty-T na dużej zakładce drenowej.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Duża zakładka termiczna (drain tab) powoduje lokalne różnice temperatur – warto stosować preheating płytki lub profil dwell-soak, aby zmniejszyć gradienty.
• MSL dla TO-263 zazwyczaj poziom 1; jednak po długim przechowywaniu > 1 rok zaleca się „baking” 125 °C/24 h.
• Przy ręcznym demontażu użyć hot-air 260–270 °C z podgrzewaczem dolnym, aby uniknąć wyrywania padów.

Aspekty etyczne i prawne

• Zgodność z RoHS: lutowanie bezołowiowe jest wymagane w UE.
• Przekroczenie profilu może osłabiać spoiny i skutkować awarią w polu – odpowiedzialność produktowa producenta urządzenia.

Praktyczne wskazówki

• Kwalifikuj profil reflow na pustym PCB z termoparami przy zakładce drenu, leadach i w piecu.
• Utrzymuj różnicę między max a min temp. na płytce ≤ 5 °C.
• Do ręcznego lutowania stosuj grot typu „hoof” 4–5 mm oraz topnik o dużej aktywności.
• Po reworku zawsze wykonaj inspekcję rentgenowską dużej zakładki.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Datasheety mogą różnić się między rewizjami; sprawdź konkretny numer katalogowy (np. IRL40SC228PBF vs. IRL40SC228TRLPBF).
• Profil dla stopów Sn-Pb ma niższy szczyt 235 °C – jeśli stosujesz stary stop, obniż peak.

Sugestie dalszych badań

• Ocena wpływu wielokrotnego reflow (2-3 przebiegi) na R_DS(on) i stabilność parametryczną MOSFET-ów.
• Modelowanie FEM naprężeń termicznych w zakładce TO-263 przy różnych prędkościach chłodzenia.
• Badanie spoin Ag-Cu-In dla aplikacji automotive > 175 °C.

Krótkie podsumowanie

IRL40SC228 bezpiecznie znosi 260 °C w standardowym profilu reflow Pb-free oraz 300 °C przez 10 s przy lutowaniu ręcznym. Krytyczne jest przestrzeganie zarówno temperatury, jak i czasu – zwłaszcza względem dużej zakładki termicznej. W procesie produkcyjnym należy walidować profil pieca zgodnie z J-STD-020, a w naprawach korzystać z podgrzewacza i szybkiego transferu ciepła, aby nie przekraczać Tj(max) 175 °C.