Основное противоречие, проявляющееся при сварке толстых медных плит на реальных производственных линиях, — это задержка теплового отклика. Поскольку теплоемкость медных подложек толщиной более 2,0 мм намного превышает теплоемкость обычных плат FR-4, ее фактическая скорость нагрева при той же мощности нагрева составляет всего около 60% от теплоемкости обычных печатных плат, в то время как высокая теплопроводность меди непрерывно рассеивает тепло вглубь корпуса платы и к краям. Для этого требуется, чтобы печь оплавления обеспечивала более длительное пополнение энергии во время зоны выдержки; в противном случае паяльная паста не сможет завершить непрерывный реакционный процесс активации флюса, испарения растворителя и плавления сплава.
Когда мы отлаживали толстую медную плату модуля питания на линии JJY SMT, мы обнаружили, что, когда зона выдержки была установлена на 120 секунд, а пиковая температура поддерживалась на уровне 235 ℃, AOI постоянно обнаруживал 12% дефектов смачивания контактных площадок устройства QFN. Микросрез подтвердил, что припой не полностью растекся. После дальнейшего увеличения зоны выдержки до 165 секунд толщина слоя IMC паяных соединений соответствовала стандарту при тех же температурных условиях, а угол смачивания обычно составлял менее 30°, что указывает на то, что увеличение времени выдержки не просто повышает пиковую температуру, но и дает паяльной пасте достаточно времени для полного удаления межфазной оксидной пленки и интерметаллической диффузии.
Стоит отметить, что расширение зоны замачивания необходимо согласовывать со снижением скорости цепи и точной настройкой мощности зоны. Если только увеличить время без снижения скорости конвейера, это приведет к недостаточному предварительному нагреву в передней части и увеличению риска разрушения паяльной пасты. Однажды мы проигнорировали согласование скорости цепи, и после расширения зоны выдержки коэффициент смещения резисторов 0402 достиг 8,3%. Позже мы снизили скорость цепи с 90 см/мин до 75 см/мин и одновременно снизили мощность второй зоны на 5%, что полностью исключило припойные шарики и надгробия.
Сварка толстых медных досок гораздо более чувствительна к температурному профилю, чем сварка обычных досок. На той же плате в местах, где разница площадей медной фольги превышает 40%, измеренная разница температур может достигать более 18 ℃. Поэтому вместо одноточечного моделирования необходимо использовать многоточечные измерения с помощью термопары. JJY использует термопары K-типа для синхронного отбора проб в центре контактной площадки, на краю медной фольги и в плотном сквозном участке медной платы толщиной 3,0 мм, подтверждая, что колебания температуры в каждой ключевой точке в зоне замачивания контролируются в пределах ± 2,5 ℃, что позволяет считать их квалифицированными. Превышение этого диапазона, даже если среднее значение соответствует стандарту, приведет к локальной холодной пайке.
In Кроме того, выбор паяльной пасты должен соответствовать характеристикам толстых медных плат. Канифольный носитель в паяльной пасте, не требующей очистки, склонен к карбонизации и образованию остатков при длительных зонах выдержки. Мы перешли на низкое содержание твердых веществ (<9>
