As placas de controle eletrônico de armazenamento de energia passam de 3 a 5 ciclos profundos de carga e descarga todos os dias em conversores de energia eólica e unidades integradas de armazenamento solar. A temperatura da superfície da PCB aumenta acentuadamente da temperatura ambiente para 95°C antes de cair novamente. Esta repetida expansão e contração térmica causa microfissuras nas juntas de solda feitas com pasta de solda tradicional 63/37 após apenas 2.000 ciclos. In Em nosso teste real de uma nova pasta de solda energética microligada com 0,05% de níquel, a integridade da junta de solda foi mantida sob as mesmas condições operacionais. A chave está na supressão sinérgica do deslizamento dos limites de grão pela fase primária SnAgCu e pela fase dispersa NiSn3 na pasta de solda, enquanto o mecanismo de liberação lenta de ácidos orgânicos no sistema de Fluxo reduz a taxa de corrosão de substratos de cobre em altas temperaturas.

O processo de impressão tem um impacto significativo na resistência à fadiga térmica da pasta de solda. Se a pressão do rodo exceder 0,35 MPa, isso causará a quebra das partículas da pasta de solda e reduzirá a proporção de pó metálico para 88,2%, levando a uma densidade insuficiente da junta de solda após o refluxo. Em uma linha de produção em uma fábrica em Dongguan, descobrimos que quando o tamanho da abertura do estêncil foi projetado para uma placa de 0,3 mm de espessura, mas usado em uma placa fina de 0,25 mm, o volume real da pasta de solda foi 12,7% menor. Após o ciclo térmico, a espessura do IMC na parte inferior das esferas de solda BGA era irregular, com o ponto mais fino de apenas 1,8 μm, muito abaixo do padrão ≥3,2 μm exigido para confiabilidade da pasta de solda. Isso mostra que a seleção da pasta de solda deve ser avaliada em conjunto com a espessura específica da placa, o layout dos componentes e os caminhos de dissipação de calor, em vez de depender apenas da contagem do ciclo térmico listada na folha de parâmetros do TDS.

A configuração da temperatura de pico de refluxo deve corresponder à janela de atividade da pasta de solda. Para uma pasta de solda de nova energia com ponto de fusão nominal de 217°C, quando o tempo de refluxo em um pico de 235°C excede 65 segundos, o Cl? a concentração de íons no resíduo de fluxo aumenta para 0,11 mg/cm2, acelerando a migração eletroquímica nas bordas da junta de solda. No entanto, quando a temperatura máxima foi reduzida para 230°C e o tempo reduzido para 48 segundos, a vida útil da fadiga térmica das juntas de solda da mesma pasta de solda aumentou em 37%. Isso ocorre porque a temperatura mais baixa retarda a taxa de crescimento anormal dos compostos intermetálicos Cu-Sn e também evita o engrossamento e a desestabilização dos precipitados Ag3Sn no sistema SnAg3.0Cu0.5.

O processo de limpeza é muitas vezes esquecido, mas para pasta de solda de nova energia lavável com água, se a pressão de lavagem com água DI exceder 0,2 MPa, ela removerá os microporos na interface IMC incompletamente curada, que se tornará o local preferido para iniciação de trincas sob estresse térmico subsequente. Recomendamos o uso de pulverização segmentada: umedecimento em baixa pressão a 0,08 MPa na primeira etapa, limpeza principal a 0,15 MPa na etapa intermediária e enxágue a 0,05 MPa na etapa final. Isto remove os derivados de colofónia sem danificar a camada recém-formada de Cu6Sn5. Por fim, no teste de choque térmico de -40°C/125°C, o ciclo de falha da junta de solda foi estendido de 830 para 1.120 ciclos, verificando totalmente que a pasta de solda, o processo e a limpeza devem ser combinados em um circuito fechado para perceber o verdadeiro valor da confiabilidade da pasta de solda.