Los tableros de control electrónico de almacenamiento de energía experimentan de 3 a 5 ciclos profundos de carga y descarga todos los días en convertidores de energía eólica y unidades integradas de almacenamiento solar. La temperatura de la superficie de la PCB aumenta bruscamente desde la temperatura ambiente hasta los 95°C antes de volver a caer. Esta expansión y contracción térmica repetida provoca microfisuras en las uniones de soldadura hechas con soldadura en pasta tradicional 63/37 después de solo 2000 ciclos. In nuestra prueba real de una nueva soldadura en pasta de energía microaleada con 0,05% de níquel, la integridad de la junta de soldadura se mantuvo en las mismas condiciones operativas. La clave radica en la supresión sinérgica del deslizamiento de los límites de grano por parte de la fase primaria SnAgCu y la fase NiSn3 dispersa en la pasta de soldadura, mientras que el mecanismo de liberación lenta de los ácidos orgánicos en el sistema de fundente reduce la velocidad de corrosión de los sustratos de cobre a altas temperaturas.

El proceso de impresión tiene un impacto significativo en la resistencia a la fatiga térmica de la soldadura en pasta. Si la presión de la escobilla de goma excede los 0,35 MPa, provocará la rotura de las partículas de pasta de soldadura y reducirá la proporción de polvo metálico Al 88,2 %, lo que provocará una densidad insuficiente de la junta de soldadura después del reflujo. En una línea de producción en una fábrica en Dongguan, descubrimos que cuando el tamaño de apertura de la plantilla se diseñó para una placa de 0,3 mm de espesor pero se usó en una placa delgada de 0,25 mm, el volumen real de soldadura en pasta era un 12,7% menor. Después del ciclo térmico, el espesor del IMC en la parte inferior de las bolas de soldadura BGA era desigual, con el punto más delgado de solo 1,8 μm, muy por debajo del estándar de ≥3,2 μm requerido para una soldadura en pasta confiable. Esto muestra que la selección de soldadura en pasta debe evaluarse junto con el espesor específico de la placa, el diseño de los componentes y las rutas de disipación de calor, en lugar de depender únicamente del recuento de ciclos térmicos que figura en la hoja de parámetros de TDS.

El ajuste de temperatura máxima de reflujo debe coincidir con la ventana de actividad de la soldadura en pasta. Para una soldadura en pasta de nueva energía con un punto de fusión nominal de 217°C, cuando el tiempo de reflujo en un pico de 235°C excede los 65 segundos, el Cl? La concentración de iones en el residuo del fundente aumenta a 0,11 mg/cm2, acelerando la migración electroquímica en los bordes de la junta de soldadura. Sin embargo, cuando la temperatura máxima se redujo a 230 °C y el tiempo se acortó a 48 segundos, la vida útil de la fatiga térmica de las uniones de soldadura de la misma pasta de soldadura aumentó en un 37 %. Esto se debe a que la temperatura más baja ralentiza la tasa de crecimiento anormal de los compuestos intermetálicos de Cu-Sn y también evita el engrosamiento y la desestabilización de los precipitados de Ag3Sn en el sistema SnAg3.0Cu0.5.

El proceso de limpieza a menudo se pasa por alto, pero para la soldadura en pasta New Energy lavable con agua, si la presión de lavado con agua DI excede los 0,2 MPa, eliminará los microporos en la interfaz IMC no curada por completo, que se convertirán en los sitios preferidos de inicio de grietas bajo estrés térmico posterior. Recomendamos utilizar pulverización segmentada: humectación a baja presión a 0,08 MPa en la primera etapa, limpieza principal a 0,15 MPa en la etapa intermedia y enjuague a 0,05 MPa en la etapa final. Esto elimina los derivados de colofonia sin dañar la capa de Cu6Sn5 recién formada. Finalmente, en la prueba de choque térmico de -40°C/125°C, el ciclo de falla de la junta de soldadura se extendió de 830 a 1120 ciclos, verificando completamente que la soldadura en pasta, el proceso y la limpieza deben combinarse en un circuito cerrado para lograr el verdadero valor de la confiabilidad de la soldadura en pasta.