PCBs de cobre espesso são amplamente utilizados em módulos de potência, drivers de LED e OBCs automotivos. A alta capacidade térmica resultante de espessuras de cobre acima de 2 onças torna a pasta de solda de PCB convencional altamente propensa a problemas como umedecimento insuficiente, esvaziamento excessivo e rachaduras por contração da junta de solda durante o reFluxo. Ao longo de três meses consecutivos de produção em massa em uma placa de cobre de 8 camadas e 4 onças de espessura, encontramos uma taxa média de vazios de 35% em componentes BGA. Depois de mudar para uma pasta de solda de cobre espessa com 90,5% de teor de metal, viscosidade de 280 Pa·s e índice tixotrópico de 4,2, a taxa de vazios foi reduzida para menos de 12%. Isto demonstra que o teor de metal e os parâmetros reológicos da pasta de solda devem corresponder estritamente às características de resposta térmica do cobre espesso.

A estabilidade do processo de impressão determina diretamente o sucesso da soldagem subsequente. A rugosidade da superfície Ra de placas de cobre espessas geralmente atinge mais de 1,8 μm. Sob a pressão do rodo, a pasta de solda comum é propensa ao colapso das bordas e à infiltração nas lacunas das paredes laterais da folha de cobre, resultando em solda ou ponte insuficiente. Depois de mudar para uma pasta de solda de cobre espessa com atividade aprimorada à base de colofônia e com tamanho de partícula D50 de 25 μm, a utilização da abertura do estêncil aumentou de 68% para 89%, e nenhum entupimento significativo foi observado após 500 impressões consecutivas. A chave é que o tempo de recuperação tixotrópica desta pasta de solda é controlado em 1,2 segundos, permitindo preencher rapidamente vazios locais causados ​​por irregularidades superficiais em almofadas de cobre espessas.

O comportamento dinâmico de umedecimento durante o refluxo é mais sensível do que o dos PCBs comuns. A pasta espessa de solda de cobre deve demonstrar a capacidade de liberar atividade continuamente e reduzir a tensão interfacial na faixa de 150°C a 183°C; caso contrário, é provável que o resíduo de fluxo não fundido permaneça na raiz dos terminais QFN. In testes comparativos, descobrimos que uma pasta de solda de cobre espessa contendo um sistema misturado de ácido sebácico e ácido adípico alcançou uma altura de subida da junta de solda 0,13 mm maior a uma temperatura de pico de 217°C em comparação com um sistema de resina única, e a uniformidade da espessura da camada IMC melhorou em 22%. Isso ocorre porque o mecanismo de ativação gradual de seus ácidos orgânicos na faixa de temperatura média compensa efetivamente o atraso de temperatura local causado pela absorção de calor do cobre espesso.

A compatibilidade de limpeza é frequentemente ignorada, mas placas grossas de cobre são usadas principalmente em cenários de alta confiabilidade. Para pasta de solda de cobre espessa lavável com água, se o conteúdo de íons residuais exceder 45,2 μg/cm², isso induzirá migração eletroquímica sob condições úmidas e tendenciosas. Certa vez, causamos falhas de CAF em lote em um projeto automotivo devido a uma pasta de solda rotulada como não limpa, mas que na verdade exigia uma lavagem fraca com água. O problema foi finalmente resolvido somente após a mudança para uma pasta de solda de cobre espessa dedicada com teor de íons cloreto < 0,5 μg/cm² e um teor de éter monobutílico de etilenoglicol estável de 6,3 ± 0,4%. Isso indica que os indicadores de resíduos químicos da pasta de solda PCB devem ser recalibrados de acordo com os graus de aplicação de cobre espesso.

A consistência entre lotes é a tábua de salvação das linhas de produção. Se a flutuação de viscosidade do mesmo modelo de pasta de solda de cobre espessa exceder ±15 Pa·s, o desvio padrão da espessura de impressão aumentará de 8,2 μm para 14,7 μm. Ao aceitar uma determinada marca de pasta de solda, descobrimos que os índices tixotrópicos dos seus três lotes eram 4,1, 5,3 e 3,9, respectivamente. Suspendemos imediatamente a introdução e exigimos que o fornecedor fornecesse um perfil reológico para cada lote no momento da entrega. Isso ocorre porque os PCBs de cobre espessos não podem tolerar desvios discretos nos parâmetros de propriedades físicas da pasta de solda; qualquer desvio pode se traduzir em juntas de solda fria ocultas ou juntas de solda fracas após o refluxo.