Припой модуля накопления энергии должен одновременно выдерживать постоянное повышение температуры, вызванное зарядкой и разрядкой элементов, а также высокочастотную вибрацию во время работы автомобиля. В проекте контейнера мощностью 3,2 МВтч мы обнаружили, что когда постоянная рабочая температура обычного припоя SnAgCu достигает 95 ℃, рост слоя IMC в паяных соединениях ускоряется. В сочетании с совокупным допуском 0,18 мм для структурных частей модуля уровень микротрещин в паяных соединениях проволочных соединений BMS достиг 3,7% через 6 месяцев. После перехода на припой для модуля накопления энергии JJY JN-808 при тех же рабочих условиях после 18 месяцев реальных испытаний в паяных соединениях не наблюдалось растрескивания или явления растрескивания припоя.
Термоциклирование зависит не только от пиковой температуры, но и от скорости ΔT и времени пребывания.
Мы фактически протестировали режимы отказа того же модуля при трехступенчатом нагреве от -40 ℃ → 85 ℃ → 125 ℃ и обнаружили, что после выдержки при 125 ℃ в течение более 90 секунд фазовый переход от Cu6Sn5 до Cu3Sn значительно ускоряется, что приводит к увеличению хрупкости интерфейса. JJY JN-808 подавляет это фазовое превращение, добавляя 0,015% никеля и 0,008% германия. При выдержке при 125 ℃ в течение 120 секунд толщина слоя Cu3Sn все еще может сохраняться в пределах 0,9 мкм, что на 42% ниже, чем у обычного припоя. Это напрямую отражается на сохранении прочности на сдвиг на уровне 94,6% после 500 термических циклов при температуре -40℃/125℃.
Вибрационное напряжение необходимо оценивать вместе с деформацией изгиба печатной платы.
Проведение только испытаний на синусоидальную вибрацию 20G позволит не заметить ключевые точки отказа. Мы установили тензодатчики в нижней части модуля и фактически измерили, что при транспортировке печатная плата будет производить максимальное отклонение 180 мкм. В это время пиковое напряжение сдвига, воспринимаемое паяными соединениями, достигает 38 МПа, и на краях обычных паяных соединений впервые появляются микроотверстия. Однако из-за более плотной структуры затвердевания JN-808 и уменьшения расстояния между дендритами до 2,3 мкм частота появления отверстий снижается на 67% при том же напряжении, а размер отверстий концентрируется в диапазоне 0,8～1,2 мкм без соединения с контактной площадкой.
Профиль оплавления должен соответствовать диапазону плавления припоя и теплоемкости модуля.
Измеренная температура ликвидуса JJY JN-808 составляет 217,3 ℃, а температура солидуса 215,1 ℃ с окном всего 2,2 ℃. Если пиковая температура установлена на 238 ℃, а время выдержки превышает 45 секунд, на поверхности паяного соединения появятся очевидные яркие пятна сегрегации Sn. После настройки мы установили пиковую температуру 232 ℃ и время жидкой фазы 38 секунд, а также снизили скорость предварительного нагрева с 1,8 ℃/с до 1,2 ℃/с, что сократило разницу температур между медными стержнями большого объема и маленькими контактными площадками с 22 ℃ до 7 ℃, увеличило выход печати с 92,4% до 99,1% и уменьшило количество пропущенных AOI. Обнаружение паяных соединений сведено к нулю.
Хранение и оттаивание паяльной пасты напрямую влияют на степень пустотности паяных соединений.
JJY Паяльная паста JN-808 требует герметичного хранения при температуре -25℃. Процесс оттаивания должен пройти три стадии: постоянная температура 25 ℃ в течение 4 часов, затем восстановление температуры при 20 ℃ в течение 2 часов и, наконец, равновесие при комнатной температуре в течение 1 часа. Пропуск любого шага приведет к неравномерному распределению активных компонентов флюса. При сравнительных испытаниях установлено, что средняя пустотность паяных соединений неразмороженных по техническим условиям партий увеличилась в 2,3 раза, из них доля пустот площадью >5 % достигла 11,7 %, при этом у всех партий, эксплуатируемых по техническим условиям, контролировалась ниже 1,8 %, при этом пустоты были равномерно распределены без агрегации.
