ข้อขัดแย้งที่สำคัญในการบัดกรี SMT ของ PCB ทองแดงหนานั้นอยู่ที่ความจุความร้อนของซับสเตรตทองแดงนั้นสูงกว่าบอร์ด FR-4 ทั่วไปมาก ความจุความร้อนที่ความหนาทองแดง 2 ออนซ์ (70μm) ประมาณ 1.9 เท่าของความหนาทองแดง 1 ออนซ์ (35μm) ส่งผลให้การตอบสนองอุณหภูมิพื้นผิวบอร์ดล่าช้า 8 ถึง 12 วินาทีภายใต้พลังงานความร้อนเท่ากัน หากใช้โปรไฟล์อุณหภูมิรีโฟลว์มาตรฐาน FR-4 มีความเป็นไปได้สูงที่ฟลักซ์ของสารบัดกรีจะเข้าสู่โซนการรีโฟลว์โดยไม่มีการเปิดใช้งานที่เพียงพอ หรือความแตกต่างของอุณหภูมิในท้องถิ่นที่มากเกินไปในระหว่างการหลอมโลหะบัดกรีจะทำให้อัตราโมฆะของรอยประสานเกินมาตรฐาน การตรวจวัดที่ไซต์งานของเราในสายการผลิตโมดูลพลังงานพบว่าเมื่ออุณหภูมิแผ่นจริงของแผ่นทองแดงหนาต่ำกว่าอุณหภูมิโพรงเตาอบที่วัดโดยเทอร์โมคัปเปิล 14°C อัตราส่วนพื้นที่ช่องว่างของข้อต่อบัดกรีด้านล่างของอุปกรณ์ QFN จะสูงถึง 32% ซึ่งเกินขีดจำกัดสูงสุด 25% ที่อนุญาตโดย IPC-A-610H Class 2 มาก

IPC-J-STD-020D กำหนดให้ต้องควบคุมอุณหภูมิสูงสุดอย่างเข้มงวดสำหรับอุปกรณ์เกรด MSL3 ขึ้นไป โดยที่ขีดจำกัดบนของอุณหภูมิสูงสุดสำหรับอุปกรณ์ MSL3 คือ 260°C และระยะเวลาต้องไม่เกิน 30 วินาที อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความเฉื่อยในการดูดซับความร้อนขนาดใหญ่ของแผงทองแดงหนา ปรากฏการณ์"ความร้อนสูงเกินไปบนพื้นผิวและความร้อนต่ำเกินไปที่ชั้นล่าง" มักเกิดขึ้นในเตาอบแบบรีโฟลว์แบบดั้งเดิม ครั้งหนึ่งเราใช้กล้องถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรดเพื่อตรวจสอบการไล่ระดับอุณหภูมิของแผ่นทองแดงหนาสองด้านหนา 2 มม. อย่างต่อเนื่อง และพบว่าที่ปลายสุดของโซนพีค อุณหภูมิของแผ่นชั้นบนสุดสูงถึง 263°C ในขณะที่แผ่นเลเยอร์ด้านล่างที่สอดคล้องกันมีเพียง 241°C ความแตกต่างของอุณหภูมินี้ส่งผลให้ข้อต่อบัดกรีด้านล่างของ BGA เปียกได้ไม่ดี และการเบี่ยงเบนนี้ไม่สามารถชดเชยได้ด้วยการปรับความเร็วของเตาอบ จะต้องได้รับการปรับปรุงโดยการขยายเวลาโซนการแช่และเพิ่มอัตราการอุ่นทางลาดเพื่อเพิ่มความสม่ำเสมอทางความร้อน

การเลือกครีมบัดกรีต้องได้รับการออกแบบร่วมกับคุณสมบัติการตอบสนองความร้อนของแผ่นทองแดงหนา แม้ว่าสารบัดกรีแบบไม่ต้องทำความสะอาด เช่น ซีรีส์ NC-550 จะมีสารตกค้างต่ำ แต่ระบบขัดสนนั้นมีอุณหภูมิในการเปิดใช้งานค่อนข้างสูง (จุดเปิดใช้งานเริ่มต้นประมาณ 150°C) ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดคาร์บอไนเซชันก่อนเวลาอันควรในระหว่างกระบวนการให้ความร้อนช้าของแผ่นทองแดงหนา และขัดขวางการแพร่กระจายของบัดกรีแทน เราเปรียบเทียบและทดสอบการเปลี่ยนแปลงมุมเปียกของสารบัดกรีสามชนิดบนบอร์ด OSP ความหนาทองแดง 2 ออนซ์ และพบว่า Kester NXG-45 เริ่มลดมุมเปียกลงอย่างมีนัยสำคัญที่ 145°C ในขณะที่ NC-550 ไม่ได้แสดงการลดลงอย่างมีนัยสำคัญจนกระทั่ง 158°C ดังนั้น สำหรับบอร์ดทองแดงหนา ขอแนะนำให้ใช้สารบัดกรีที่มีอุณหภูมิการเปิดใช้งานต่ำ มีปริมาณโลหะสูง (90.5%) และดัชนีทิโซทรอปิก >1.8 ในเวลาเดียวกัน จำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์การพิมพ์พร้อมกัน: อัตราส่วนพื้นที่รูรับแสงลายฉลุควรไม่น้อยกว่า 0.66 และควรรักษาความดันปาดน้ำไว้ที่ 4.2kgf ± 0.3kgf มิฉะนั้นอัตราการถ่ายโอนการวางประสานจะลดลงมากกว่า 12% เนื่องจากการดูดซับที่อุณหภูมิต่ำของบอร์ดทองแดง

การปรับโปรไฟล์อุณหภูมิการไหลซ้ำให้เหมาะสมนั้นไม่สามารถดำเนินการแยกกันได้ และจะต้องพิจารณาอย่างครอบคลุมร่วมกับความจุของโซนเตาเผาและความสม่ำเสมอของการไหลเวียนของอากาศร้อน แม้ว่าเตาอบ reflow ภายในประเทศแบบแปดโซนจะมีความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิเล็กน้อยที่ ±1°C แต่ความผันผวนของอุณหภูมิที่วัดได้ในโซน 3 ถึง 5 จะสูงถึง ±3.7°C เมื่อใส่แผ่นทองแดงหนาจนเต็ม ส่งผลให้เวลาโซนแช่จริงเบี่ยงเบนไปมากกว่า 23 วินาที ในที่สุด เราก็นำวิธีการตั้งค่าทางลาดแบบแบ่งส่วนมาใช้: ตั้งค่าโซนอุ่น 1 ถึง 3 ถึง 0.8°C/s และลดโซน 4 เป็น 5 ถึง 0.4°C/s เพื่อระงับการกระเด็นของสารบัดกรี โซน 6 (โซนแช่) ได้รับการดูแลอย่างเข้มงวดที่อุณหภูมิ 150°C±2°C เป็นเวลา 95 วินาทีเพื่อให้แน่ใจว่าตัวทำละลายจะระเหยออกไป ส่วนการจัดเรียงใหม่ใช้กลยุทธ์แบบดูอัล-พีค: พีคแรกจะถูกคงไว้ที่ 217°C เป็นเวลา 12 วินาทีเพื่อเปิดใช้งานการบัดกรี และพีคที่สองส่งผลกระทบต่อ 260°C จาก 238°C โดยมีเวลาเฟสของของเหลว ≥4 วินาที การตั้งค่านี้เพิ่มผลผลิตของแผงทองแดงหนา MCU ของยานยนต์บางประเภทจาก 89.7% เป็น 99.2% และอัตราโมฆะของรอยประสานในการตรวจสอบการสุ่มตัวอย่างด้วยรังสีเอกซ์ได้รับการควบคุมอย่างเสถียรที่ ≤18.3%

การตรวจสอบในสถานที่ต้องใช้เทอร์โมคัปเปิ้ลจริงที่ติดตั้งบน PCB และห้ามมิให้อาศัยการอ่านค่าของเซ็นเซอร์ในตัวของเตาอบโดยเด็ดขาด เนื่องจากเทอร์โมคัปเปิลจะสะท้อนอุณหภูมิท่ออากาศมากกว่าอุณหภูมิพื้นผิวของบอร์ด ครั้งหนึ่งเราพบว่าหลังจากเปลี่ยนอุปกรณ์เดียวกันด้วยแผงทองแดงที่มีความหนาต่างกัน ค่าเบี่ยงเบนสูงสุดระหว่างอุณหภูมิการแสดงผลของเตาอบและอุณหภูมิของแผ่นที่วัดได้สูงถึง 22°C และทิศทางการเบี่ยงเบนไม่สามารถคาดเดาได้ ขอแนะนำให้จัดเรียงเทอร์โมคัปเปิลชนิด K 5 ตัวที่มุมทั้งสี่และตรงกลางของบอร์ดบทความแรกแต่ละชุด และยึดด้วยเทปอุณหภูมิสูง + จาระบีซิลิโคนทนความร้อน ความถี่ในการสุ่มตัวอย่างไม่ควรน้อยกว่า 2Hz หลังจากนำเข้าข้อมูลไปยังซอฟต์แวร์ CurveTracer แล้ว ให้เน้นไปที่การตรวจสอบว่าเวลาของ liquidus ที่สูงกว่า 183°C อยู่ในช่วง 45 ถึง 90 วินาทีหรือไม่ เวลาน้อยกว่า 45 วินาทีมีแนวโน้มที่จะเกิดการบัดกรีเย็น ในขณะที่เวลามากกว่า 90 วินาทีจะทำให้ความเสี่ยงของการเคลื่อนตัวของทองแดงรุนแรงขึ้น ข้อกำหนดช่วงนี้ได้มาจากข้อจำกัดในการเร่งอายุของอัตราการเติบโตของสารประกอบระหว่างโลหะบัดกรีใน JEDEC JESD22-A108F