Penyolderan papan tembaga tebal bukan sekadar masalah mencetak pasta solder dan mengirimkannya melalui oven reflow; seluruh rantai proses harus dikalibrasi ulang berdasarkan konduktivitas termal yang tinggi, keterbasahan solder yang rendah, dan karakteristik kapasitas panas yang besar dari substrat tembaga. Jika tidak, sambungan solder sangat rentan terhadap delaminasi antarmuka, penebalan IMC yang tidak normal, atau pembakaran lokal dalam kondisi pengoperasian beban penuh pada OBC kendaraan energi baru atau inverter penggerak utama.
Ketebalan tembaga dan struktur bantalan harus didesain ulang secara serempak
Kecepatan konduksi panas lapisan tembaga setebal 2 mm hampir 7 kali lipat kecepatan konduksi panas tembaga konvensional 1 ons. Jika dimensi bantalan dan bukaan masker solder pada papan FR4 tradisional tetap dipertahankan, panas dengan cepat diserap oleh substrat tembaga selama proses reflow, sehingga mencegah solder meleleh dan menyebar sepenuhnya. Pengukuran kami menunjukkan bahwa untuk setiap peningkatan 0,5 mm pada diameter luar bantalan relatif terhadap ketebalan tembaga, bantalan harus diperluas secara serempak sebesar 0,3 mm, dan bukaan masker solder harus memanjang setidaknya 0,15 mm di luar bantalan di setiap sisi. Jika tidak, pasta solder akan ditarik ke samping selama tahap pemanasan awal, sehingga volume sambungan solder tidak mencukupi.
Pasta solder harus sesuai dengan karakteristik kelambatan pembasahan dari tembaga tebal
JiaJinYuan telah memverifikasi tiga sistem paduan. Suhu awal pembasahan 63/37 pada tembaga tebal adalah 22℃ lebih tinggi dibandingkan papan konvensional, sedangkan SAC305, karena kandungan peraknya yang tinggi, menunjukkan penundaan pendakian solder yang jelas pada 185℃. Formulasi terakhir yang dipilih adalah SAC405, yang memiliki rentang leleh lebih luas dan gradien tegangan permukaan lebih bertahap, mempertahankan perkembangan pembasahan yang stabil dalam kisaran 217℃～228℃. Dikombinasikan dengan ketebalan stensil 0,035mm dan sudut squeegee 90°, ini memastikan kepenuhan sambungan solder yang dibentuk satu kali memenuhi standar.
Profil reflow harus melawan inersia termal substrat tembaga
Suhu puncak konvensional 245℃ hanyalah titik awal untuk papan tembaga tebal. Kami memaksa zona rendam diperpanjang hingga 90 detik dan dipertahankan pada 205±3℃ agar residu fluks dapat terurai sepenuhnya, sekaligus mengurangi laju peningkatan dari 2,5℃/dtk menjadi 1,3℃/dtk untuk menghindari pembentukan gradien termal yang berlebihan antara substrat tembaga dan solder bantalan. Jika tidak, retakan mikro akan terbentuk pada sambungan solder bawah BGA selama tahap pendinginan awal karena penyusutan yang tidak merata, dan laju kekosongan yang terdeteksi oleh sinar-X umumnya melebihi 25%.
Pemeriksaan pasca penyolderan tidak bisa hanya mengandalkan penampilan akhir saja
Konfirmasi artikel pertama setelah penyolderan papan tembaga tebal harus mencakup tiga poin: menggunakan pencitraan termal untuk menangkap distribusi medan suhu permukaan sambungan solder di bawah beban penuh 120A, dengan perbedaan suhu melebihi 8℃ dinilai sebagai jalur termal abnormal; menggunakan pemindaian ultrasonik untuk memeriksa delaminasi berbentuk cincin di dalam sambungan solder, yang merupakan ciri khas dari ikatan yang buruk di zona transisi IMC substrat-solder tembaga; terakhir, melakukan 50 siklus kejutan termal -40℃～125℃ untuk mengamati apakah ada pengangkatan tingkat mikron di tepi sambungan solder, sebuah fenomena dengan tingkat kekambuhan 73% pada papan tanpa pengerasan permukaan tembaga.
