Durante a operação, as novas placas de controle eletrônico de energia são continuamente submetidas a vibrações de ampla frequência (5 Hz ~ 2 kHz) causadas pelo back-EMF do motor, tensão de fluência na junta de solda induzida pelo ciclo térmico de dispositivos de energia e riscos de corrosão eletroquímica devido à penetração de vapor de água condensado sob classificação IPX7. As características estruturais dos pacotes QFN – sem terminais na parte inferior e terminais de solda totalmente ocultos – tornam os defeitos de soldagem QFN difíceis de inspecionar visualmente e extremamente caros para retrabalhar. Juntas de solda fria, pontes ou taxa de vazios excessiva podem causar interrupção da comunicação do MCU em casos leves e falha da unidade IGBT em casos graves.
As aberturas do estêncil devem corresponder à expansão da almofada e à taxa de liberação da pasta de solda
Usamos um estêncil gravado a laser com 0,12 mm de espessura, com dimensões de abertura ampliadas em 0,05 mm em cada lado da almofada, em vez dos 0,03 mm convencionais. Enquanto isso, o formato da abertura é alterado de quadrado para retângulo chanfrado, permitindo que a pasta de solda preencha as lacunas das almofadas inferiores QFN de maneira mais uniforme sob a pressão do rodo. A taxa medida de liberação de impressão aumenta de 91,3% para 98,7%. Especialmente para dispositivos QFN com passo de 0,4 mm, a taxa de ponte diminui em 64%.
A temperatura de pico de reFluxo e o tempo acima do Liquidus devem ser controlados de forma coordenada
Com base nas características da pasta de solda JiaJinYuan SAC305, definimos a temperatura máxima da zona de refluxo para 238 ℃ ± 2 ℃ e controlamos estritamente o tempo acima do liquidus para 68 segundos ± 5 segundos. Se exceder 75 segundos, a camada IMC das juntas de solda inferiores QFN irá engrossar anormalmente e formar Cu?Sn? cristais colunares, levando à fratura frágil das juntas de solda após choque térmico. Se for inferior a 60 segundos, ocorrerá umedecimento incompleto. A inspeção por raios X mostra que a taxa de nulidade sobe de 18,6% para 34,2%.
O design da almofada deve reservar canais de dissipação de calor e zonas tampão de tensão
As almofadas QFN da placa de controle eletrônico não adotam um design de cobertura total de cobre. Em vez disso, a almofada térmica central é dividida em 4 áreas retangulares independentes, com uma ponte de máscara de solda de 0,25 mm de largura reservada entre cada área. Isto não só garante a eficiência da condução de calor, mas também libera a tensão de cisalhamento durante a expansão e contração térmica. Combinado com o controle da espessura do ouro de imersão na superfície das almofadas para 0,075 μm ± 0,01 μm, evita-se o atraso de umedecimento causado pela oxidação da camada de níquel ou pela espessura excessiva da camada de ouro. O impulso medido da junta de solda é mantido de forma estável na faixa de 28,3N ~ 31,6N.
AOI e a inspeção por raios X devem cobrir todas as dimensões das juntas de solda inferiores
O programa AOI precisa carregar o modelo de reflexão lateral das juntas de solda inferiores QFN, concentrando-se em identificar se o ângulo de molhamento na borda da almofada é maior que 75°. A inspeção de raios X deve usar tensão de tubo de 120kV e ponto focal de 3,5μm, e capturar imagens transversais horizontais e verticais para os quatro cantos e almofada térmica central do QFN, respectivamente. Quando a proporção de áreas vazias de uma única junta de solda excede 12,5% ou os vazios estão concentrados na área 1/3 superior da junta de solda, todo o PCB é rejeitado diretamente e a"aceitação da concessão" nunca é permitida.
