A capacidade térmica da grande área de folha de cobre na placa de armazenamento de energia excede em muito a dos PCB convencionais. Quando combinada com almofadas grandes com uma área superior a 8 mm², a pasta de solda comum é altamente propensa a atrasar o derretimento e interromper a umectação durante o estágio de reFluxo devido à absorção local desigual de calor, o que forma ainda vazios concentrados com um diâmetro superior a 150 μm. Experimentamos três falhas consecutivas de produção experimental na linha de produção de um cliente de inversor em Dongguan, e a causa raiz foi o uso indevido de pasta de solda de uso geral com um índice tixotrópico de apenas 2,3, cuja taxa de deformação pós-impressão atingiu até 18%, excedendo em muito o limite de deformação de 6% permitido para almofadas grandes.
A pasta de solda para pastilhas grandes deve atender simultaneamente a três especificações rígidas: uma viscosidade mantida em 850±50 Pa·s para suportar um desempenho sem flacidez para aberturas de estêncil de 0,15 mm de espessura, um índice tixotrópico ≥3,8 para garantir que a pasta possa recuperar rapidamente sua estrutura resistente ao cisalhamento após passar pelo rodo, e um conteúdo de metal estritamente controlado em 89,5±0,3% em peso para equilibrar a condutividade térmica e a junta de solda força. Certa vez, conduzimos uma verificação comparativa usando três tipos de pastas de solda nominalmente de “alta confiabilidade”. Um deles, apesar de alegar baixo vazio, tinha um teor de metal de 91,2% em peso e, como resultado, ocorreram respingos óbvios de cordões de solda durante o estágio de pré-aquecimento a 120°C, indicando que seu sistema de fluxo era incompatível com a alta carga de metal.
A essência da pasta de solda com baixo teor de vazios não é simplesmente reduzir a proporção de fluxo, mas exigir que o gradiente de temperatura de decomposição dos derivados e ativadores de colofônia seja precisamente incorporado na curva de aquecimento de grandes folhas de cobre. Por exemplo, uma determinada pasta de solda verificada como tendo uma taxa de vazios <3% de acordo com IPC-TM-650 2.4.47 tem seu ponto de ebulição do solvente principal definido em 178°C, o que corresponde exatamente à taxa de aquecimento média de 1,8°C/s para placas de cobre espessas no estágio inicial da zona de refluxo. Se, em vez disso, for utilizado um produto semelhante com um ponto de ebulição de 162°C, ele irá vaporizar violentamente antecipadamente na zona de imersão de 150°C, empurrando o pó de solda derretido de forma incompleta para fora da borda da almofada.
Ao substituir a pasta de solda no local, nunca se deve confiar apenas nas curvas DSC fornecidas pelos fornecedores; a taxa de deterioração da vida útil do estêncil deve ser medida na prática. Quando usamos uma determinada pasta de solda importada com baixo teor de vazios, descobrimos que após 320 impressões consecutivas, resíduos de pasta em escala micrométrica começaram a aparecer na borda do rodo, levando à formação de pontes de solda na borda da almofada da 325ª placa. In Em contraste, a pasta de solda doméstica específica para almofadas grandes testada no mesmo período ainda manteve a morfologia completa após 480 placas. A causa raiz da diferença está na distribuição mais estreita do tamanho das partículas das nanocargas de sílica, o que reduz a perda por atrito nas paredes da abertura do estêncil em 37%.
O ajuste da velocidade da corrente do forno de refluxo deve estar vinculado à janela de temperatura de ativação da pasta de solda. Por exemplo, uma determinada pasta de solda com baixo teor de vazios e uma temperatura nominal de Início de ativação de 155°C tem uma taxa de vazios na junta de solda estável de 2,1% quando a velocidade da corrente é ajustada para 1,2 m/min. No entanto, após aumentar a velocidade para 1,4 m/min, a taxa de vazios subiu repentinamente para 6,8%. A análise microscópica mostrou que a espessura do resíduo de fluxo aumentou de 0,8 μm para 2,3 μm, indicando que a entrada total de calor foi insuficiente para levar esta formulação a completar a ativação completa.
