Во время работы новые энергетические электронные платы управления постоянно подвергаются широкочастотной вибрации (5 Гц ~ 2 кГц), вызванной противо-ЭДС двигателя, напряжением ползучести паяных соединений, вызванным термоциклированием силовых устройств, а также риском электрохимической коррозии из-за проникновения конденсированного водяного пара в соответствии с классом защиты IPX7. Структурные характеристики корпусов QFN — отсутствие выводов внизу и полностью скрытые выводы под пайку — затрудняют визуальную проверку дефектов пайки QFN и делают их чрезвычайно дорогостоящими в ремонте. Холодная пайка, перемычки или чрезмерная интенсивность пустот могут привести к прерыванию связи MCU в легких случаях и отказу привода IGBT в тяжелых случаях.
Апертуры трафарета должны соответствовать расширению контактной площадки и скорости отделения паяльной пасты.
Мы используем трафарет толщиной 0,12 мм, выгравированный лазером, с размерами апертуры, увеличенными на 0,05 мм с каждой стороны площадки вместо обычных 0,03 мм. При этом форма отверстия изменяется с квадратной на прямоугольную со скошенной кромкой, что позволяет паяльной пасте более равномерно заполнять зазоры нижних площадок QFN под давлением ракеля. Измеренная скорость выхода из печати увеличивается с 91,3% до 98,7%. Особенно для устройств QFN с шагом 0,4 мм коэффициент перемычки снижается на 64%.
Пиковая температура оплавления и время выше ликвидуса должны координироваться
Основываясь на характеристиках паяльной пасты JiaJinYuan SAC305, мы устанавливаем пиковую температуру зоны оплавления на уровне 238 ℃ ± 2 ℃ и строго контролируем время выше ликвидуса до 68 секунд ± 5 секунд. Если оно превышает 75 секунд, слой IMC нижних паяных соединений QFN будет аномально утолщаться и образовывать Cu?Sn? столбчатые кристаллы, приводящие к хрупкому разрушению паяных соединений после термического удара. Если оно меньше 60 секунд, произойдет неполное смачивание. Рентгеновское исследование показывает, что процент пустот возрастает с 18,6% до 34,2%.
В конструкции колодки должны быть предусмотрены каналы отвода тепла и буферные зоны.
Контактные площадки QFN электронной платы управления не имеют полного медного покрытия. Вместо этого центральная термопрокладка разделена на 4 независимые прямоугольные области, между которыми зарезервирована перемычка паяльной маски шириной 0,25 мм. Это не только обеспечивает эффективность теплопроводности, но также снимает напряжение сдвига во время теплового расширения и сжатия. В сочетании с контролем толщины поверхностного иммерсионного золота площадок до 0,075 мкм ± 0,01 мкм можно избежать задержки смачивания, вызванной окислением слоя никеля или чрезмерной толщиной слоя золота. Измеренное усилие паяного соединения стабильно поддерживается в диапазоне 28,3–31,6 Н.
АОИ и рентгеновский контроль должны охватывать все размеры нижних паяных соединений.
Программе AOI необходимо загрузить модель бокового отражения нижних паяных соединений QFN, сосредоточив внимание на определении того, превышает ли угол смачивания на краю площадки 75°. Рентгеновский контроль должен использовать напряжение трубки 120 кВ и фокусное пятно 3,5 мкм и захватывать изображения горизонтального и вертикального поперечного сечения для четырех углов и центральной термопрокладки QFN соответственно. Когда доля пустых площадей одного паяного соединения превышает 12,5% или пустоты концентрируются в верхней 1/3 области паяного соединения, вся печатная плата сразу отбраковывается, и «принятие уступки» никогда не допускается.
