두꺼운 구리 기판 납땜은 단순히 납땜 페이스트를 인쇄하고 이를 리플로우 오븐을 통해 보내는 문제가 아닙니다. 전체 프로세스 체인은 구리 기판의 높은 열 전도성, 낮은 납땜 젖음성 및 큰 열 용량 특성을 중심으로 재조정되어야 합니다. 그렇지 않으면 솔더 조인트는 신에너지 차량 OBC 또는 메인 드라이브 인버터의 최대 부하 작동 조건에서 계면 박리, 비정상적인 IMC 두꺼워짐 또는 국부적 연소가 발생하기 쉽습니다.

구리 두께와 패드 구조를 동시에 재설계해야 함

2mm 두께의 구리층의 열전도 속도는 기존 1oz 구리층의 열전도 속도의 약 7배입니다. 기존 FR4 보드의 패드 크기와 솔더 마스크 개구부가 유지되면 리플로우 중에 구리 기판에 의해 열이 빠르게 빠져나가 솔더가 완전히 녹고 퍼지는 것을 방지합니다. 우리의 측정에 따르면 구리 두께에 비해 패드 외경이 0.5mm 증가할 때마다 패드는 동시에 0.3mm씩 확장되어야 하며 솔더 마스크 개구부는 각 측면의 패드 너머로 최소 0.15mm 확장되어야 합니다. 그렇지 않으면 예열 단계에서 솔더 페이스트가 옆으로 그려져 솔더 조인트 볼륨이 부족해집니다.

솔더 페이스트는 두꺼운 구리의 젖음 지연 특성과 일치해야 합니다.

JiaJinYuan은 세 가지 합금 시스템을 검증했습니다. 두꺼운 구리의 습윤 개시 온도 63/37은 기존 보드보다 22℃ 더 높은 반면, SAC305는 높은 은 함량으로 인해 185℃에서 명백한 솔더 상승 지연을 나타냅니다. 최종 선택된 제형은 SAC405로, 이는 더 넓은 용융 범위와 더 점진적인 표면 장력 구배를 가지며 217℃~228℃ 범위 내에서 안정적인 습윤 진행을 유지합니다. 0.035mm 스텐실 두께와 90° 스퀴지 각도가 결합되어 일회 성형 솔더 조인트의 완전성이 표준을 충족하도록 보장합니다.

리플로우 프로파일은 구리 기판의 열 관성에 대응해야 합니다.

245℃의 기존 최고 온도는 두꺼운 구리판의 시작점일 뿐입니다. 우리는 플럭스 잔류물이 완전히 분해될 수 있도록 소크 존을 90초로 연장하고 205±3℃로 유지했으며, 구리 기판과 패드 솔더 사이에 과도한 열 구배가 형성되는 것을 방지하기 위해 램프업 속도를 2.5℃/s에서 1.3℃/s로 줄였습니다. 그렇지 않으면 초기 냉각 단계에서 불균일한 수축으로 인해 BGA 하단 솔더 조인트에 미세 균열이 형성되고 X선으로 감지된 보이드율은 일반적으로 25%를 초과합니다.

납땜 후 검사는 외관 마감에만 의존할 수 없습니다.

두꺼운 구리 기판 납땜 후 첫 번째 제품 확인에는 세 가지 사항이 포함되어야 합니다. 열화상 장비를 사용하여 120A의 최대 부하에서 납땜 접합부의 표면 온도 장 분포를 캡처하고 온도 차이가 8℃를 초과하면 비정상적인 열 경로로 판단됩니다. 초음파 스캐닝을 사용하여 솔더 조인트 내부의 링 모양 박리를 확인합니다. 이는 구리 기판-솔더 IMC 전이 영역에서 결합 불량의 전형적인 특징입니다. 마지막으로 -40℃~125℃ 열 충격을 50사이클 수행하여 솔더 조인트 가장자리에 미크론 수준의 리프팅이 있는지 관찰했습니다. 이는 구리 표면이 거칠어지지 않은 보드에서 재발률이 73%인 현상입니다.