A solda do módulo de armazenamento de energia deve suportar simultaneamente o aumento contínuo de temperatura causado pela carga e descarga das células e pela vibração de alta frequência durante a operação do veículo. Descobrimos em um projeto de contêiner de 3,2 MWh que quando a temperatura de trabalho contínua da solda SnAgCu convencional atinge 95°C, o crescimento da camada IMC nas juntas de solda acelera. Combinado com a tolerância cumulativa de 0,18 mm das peças estruturais do módulo, a taxa de microfissuras das juntas de solda do fio de amostragem BMS atingiu 3,7% após 6 meses. Depois de mudar para a solda do módulo de armazenamento de energia JJY JN-808, sob as mesmas condições de trabalho, nenhum fenômeno de rachadura ou de umidificação da solda foi observado nas juntas de solda após 18 meses de testes reais.
A ciclagem térmica não depende apenas da temperatura de pico, mas da taxa ΔT e do tempo de permanência
Na verdade, testamos os modos de falha do mesmo módulo sob o aquecimento de rampa de três etapas de -40 ℃ → 85 ℃ → 125 ℃ e descobrimos que depois de manter a 125 ℃ por mais de 90 segundos, a transformação de fase de Cu6Sn5 para Cu3Sn acelera significativamente, levando ao aumento da fragilidade da interface. JJY JN-808 suprime esta transformação de fase adicionando 0,015% de elementos de níquel e 0,008% de elementos de germânio. Sob a condição de permanência de 125 ℃ por 120 segundos, ele ainda pode manter a espessura da camada de Cu3Sn dentro de 0,9 μm, que é 42% menor que a da solda convencional. Isto se reflete diretamente na taxa de retenção de resistência ao cisalhamento de 94,6% após 500 ciclos térmicos a -40°C/125°C.
A tensão de vibração deve ser avaliada juntamente com a deformação por flexão da PCB
A realização de apenas testes de vibração de varredura senoidal de 20G deixará de lado os principais pontos de falha. Instalamos medidores de tensão na parte inferior do módulo e medimos que o PCB produzirá uma deflexão máxima de 180 μm durante o transporte. Neste momento, o pico de tensão de cisalhamento suportado pelas juntas de solda atinge 38MPa, e microfuros aparecem pela primeira vez na borda das juntas de solda convencionais. No entanto, devido à estrutura de solidificação mais densa do JN-808 e ao espaçamento de dendritos reduzido para 2,3 μm, a taxa de ocorrência de furos diminui em 67% sob a mesma tensão, e o tamanho do furo está concentrado na faixa de 0,8 ~ 1,2 μm, sem conexão com a interface da almofada.
O perfil de reFluxo deve corresponder à faixa de fusão da solda e à capacidade térmica do módulo
A temperatura liquidus medida de JJY JN-808 é 217,3 ℃ e a temperatura solidus é 215,1 ℃, com uma janela de apenas 2,2 ℃. Se a temperatura de pico for definida para 238 ℃ e o tempo de retenção exceder 45 segundos, pontos brilhantes de segregação Sn óbvios aparecerão na superfície da junta de solda. Após o ajuste, adotamos uma temperatura de pico de 232 ℃ e um tempo de fase líquida de 38 segundos, e reduzimos a taxa de rampa de pré-aquecimento de 1,8 ℃/s para 1,2 ℃/s, o que comprimiu a diferença de temperatura entre barras de cobre de grande volume e pequenas almofadas de 22 ℃ para 7 ℃, aumentou o rendimento de impressão de 92,4% para 99,1% e reduziu o número de AOI perdidos detecções de juntas de solda a zero.
O armazenamento e o descongelamento da pasta de solda afetam diretamente a taxa de vazios na junta de solda
JJY A pasta de solda JN-808 requer armazenamento selado a -25 ℃. O processo de descongelamento deve passar por três etapas: temperatura constante de 25°C por 4 horas, depois recuperação de temperatura de 20°C por 2 horas e, finalmente, equilíbrio da temperatura ambiente por 1 hora. Pular qualquer etapa levará à distribuição desigual dos componentes ativos do fluxo. Descobrimos em testes comparativos que a taxa média de vazios nas juntas de solda de lotes não descongelados de acordo com as especificações aumentou 2,3 vezes, dos quais a proporção de vazios com área >5% atingiu 11,7%, enquanto todos os lotes operados de acordo com as especificações foram controlados abaixo de 1,8%, e os vazios foram dispersos uniformemente sem agregação.
