A soldagem de placas de cobre espessas nunca foi um problema que pode ser resolvido simplesmente aumentando a temperatura nas linhas de produção reais, porque a capacidade de calor das placas PCB de cobre espessas acima de 4 onças é mais de quatro vezes maior que as placas convencionais de 1 onça, o que significa que cada zona de temperatura do forno de reFluxo deve ser recalibrada durante a colocação do SMT. In em particular, a inclinação de aceleração do aquecimento deve ser controlada dentro de 1,2°C/s; caso contrário, os termistores NTC e os capacitores eletrolíticos de alumínio falharão prematuramente devido ao superaquecimento local. Se o tempo acima do liquidus for inferior a 90 segundos, a camada de composto intermetálico (IMC) na interface entre o substrato de cobre e a solda não pode crescer suficientemente, e a força de cisalhamento da junta de solda cairá diretamente abaixo de 8,5N.
Nossos testes reais com o forno de refluxo JJY JL-8500 descobriram que quando a placa PCB de cobre espessa entra no forno, a curva de aceleração medida das três primeiras zonas de temperatura é 12 ℃ menor que o valor definido. Isto exige que o operador complemente manualmente o ar quente na entrada da segunda zona de temperatura, enquanto força o pico de temperatura da sétima zona dos convencionais 250°C até 265°C±3°C. Contudo, o tempo de espera nunca deve ser simplesmente prolongado; caso contrário, as almofadas de cobre com tratamento de superfície OSP serão excessivamente oxidadas em altas temperaturas. Portanto, o módulo de proteção de nitrogênio deve ser ativado de forma síncrona para reduzir a concentração de oxigênio para menos de 100 PPM; caso contrário, o elemento prata na pasta de solda reagirá com o óxido de cobre para formar inclusões frágeis de Cu2O.
O processo de soldagem por onda é ainda mais complicado. Ao soldar placas de cobre grossas, o tempo que o PCB passa pela crista da onda é pelo menos 1,8 segundos a mais do que as placas comuns. Se o fluxo convencional à base de colofónia ainda for utilizado, uma grande quantidade de resíduos carbonizados permanecerá na superfície da junta de solda e não poderá ser completamente removida pela máquina de limpeza. Portanto, é necessário mudar para o fluxo não limpo altamente ativo FP-718 do JJY, com teor de sólidos controlado em 28,5% e gravidade específica de 0,81g/cm3, emparelhado com temperatura de pré-aquecimento estabilizada em 150°C±2°C. Este valor é um ponto crítico verificado através de 23 lotes: abaixo de 148°C, a ativação do fluxo é insuficiente, e acima de 152°C, o FR4 na camada inferior da PCB irá formar bolhas e delaminar. A altura da onda deve ser estritamente fixada em 10 mm: 0,3 mm extras podem fazer com que a solda transborde do corpo do componente, enquanto um déficit de 0,5 mm levará a umedecimento insuficiente da solda na área espessa de cobre.
O ângulo de fixação e transporte definido em 5 ° não é empirismo, mas é derivado inversamente do empenamento de placas PCB de cobre espessas. Quando a espessura da placa é ≥2,0 mm e a espessura do cobre é ≥4 onças, o empenamento médio da placa após o pré-aquecimento a 150 ℃ atinge 0,87 mm. Se o ângulo de fixação for superior a 6°, a borda da placa atingirá o bocal ondulado e causará respingos de solda; se for inferior a 4°, a superfície do cobre será estanhada de maneira irregular, especialmente na área espessa de cobre na parte inferior do BGA, onde é provável que se formem lacunas de penetração incompletas de mais de 0,15 mm, representando até 37% de tais defeitos durante a inspeção por raios X. Depois de ajustados todos os parâmetros, a mesma placa de teste deve passar pelo forno 12 vezes consecutivas. A flutuação da espessura IMC da junta de solda na 12ª passagem não deve exceder ±0,3μm; caso contrário, indica que a estabilidade do campo térmico está abaixo do padrão e a distribuição do termopar dentro do forno deve ser recalibrada.
