Bảng điều khiển điện tử lưu trữ năng lượng trải qua 3 đến 5 chu kỳ sạc-xả sâu mỗi ngày trong các bộ chuyển đổi năng lượng gió và các bộ tích hợp lưu trữ năng lượng mặt trời. Nhiệt độ bề mặt PCB tăng mạnh từ nhiệt độ phòng lên 95°C trước khi giảm trở lại. Sự giãn nở và co lại do nhiệt lặp đi lặp lại này gây ra các vết nứt nhỏ trong các mối hàn được làm bằng kem hàn 63/37 truyền thống chỉ sau 2000 chu kỳ. In thử nghiệm thực tế của chúng tôi về chất hàn dán năng lượng mới được hợp kim vi mô với 0,05% niken, tính toàn vẹn của mối hàn được duy trì trong cùng điều kiện vận hành. Mấu chốt nằm ở sự phối hợp ngăn chặn sự trượt ranh giới hạt bằng pha sơ cấp SnAgCu và pha NiSn3 phân tán trong kem hàn, đồng thời cơ chế giải phóng chậm của axit hữu cơ trong hệ thống từ thông làm giảm tốc độ ăn mòn của đế đồng ở nhiệt độ cao.
Quá trình In có tác động đáng kể đến khả năng chống mỏi nhiệt của kem hàn. Nếu áp suất vắt vượt quá 0,35MPa, nó sẽ làm vỡ hạt dán hàn và giảm tỷ lệ bột kim loại xuống 88,2%, dẫn đến mật độ mối hàn không đủ sau khi hàn lại. Trên dây chuyền sản xuất tại một nhà máy ở Đông Quan, chúng tôi nhận thấy rằng khi kích thước khẩu độ stencil được thiết kế cho tấm ván dày 0,3mm nhưng được sử dụng trên tấm ván mỏng 0,25mm, lượng kem hàn thực tế nhỏ hơn 12,7%. Sau khi luân nhiệt, độ dày IMC ở đáy các viên hàn BGA không đồng đều, với điểm mỏng nhất chỉ 1,8μm, thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn ≥3,2μm cần thiết để có độ tin cậy của chất hàn. Điều này cho thấy rằng việc lựa chọn chất hàn phải được đánh giá cùng với độ dày bảng mạch, bố cục linh kiện và đường dẫn tản nhiệt cụ thể, thay vì chỉ dựa vào số chu kỳ nhiệt được liệt kê trong bảng thông số TDS.
Cài đặt nhiệt độ đỉnh nóng chảy lại phải phù hợp với cửa sổ hoạt động của miếng dán hàn. Đối với chất hàn dán năng lượng mới có điểm nóng chảy danh nghĩa là 217°C, khi thời gian nóng chảy lại ở mức cao nhất 235°C vượt quá 65 giây, Cl? nồng độ ion trong cặn chất trợ dung tăng lên 0,11mg/cm2, đẩy nhanh quá trình di chuyển điện hóa ở các cạnh mối hàn. Tuy nhiên, khi nhiệt độ đỉnh giảm xuống 230°C và thời gian rút ngắn xuống còn 48 giây, tuổi thọ mỏi nhiệt của các mối hàn của cùng một loại kem hàn tăng 37%. Điều này là do nhiệt độ thấp hơn làm chậm tốc độ tăng trưởng bất thường của các hợp chất liên kim Cu-Sn và cũng tránh được sự thô hóa và mất ổn định của kết tủa Ag3Sn trong hệ thống SnAg3.0Cu0.5.
Quá trình làm sạch thường bị bỏ qua, nhưng đối với kem hàn năng lượng mới có thể rửa được bằng nước, nếu áp suất phun nước DI vượt quá 0,2MPa, nó sẽ rửa trôi các vi lỗ trong giao diện IMC chưa được xử lý hoàn toàn, sẽ trở thành vị trí bắt đầu vết nứt ưa thích dưới áp lực nhiệt tiếp theo. Chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng phun theo từng đoạn: làm ướt áp suất thấp ở 0,08MPa ở giai đoạn đầu, làm sạch chính ở 0,15MPa ở giai đoạn giữa và rửa ở 0,05MPa ở giai đoạn Cuối. Điều này loại bỏ các dẫn xuất nhựa thông mà không làm hỏng lớp Cu6Sn5 mới hình thành. Cuối cùng, trong thử nghiệm sốc nhiệt -40°C/125°C, chu kỳ hỏng mối hàn đã được kéo dài từ 830 lên 1120 chu kỳ, xác minh đầy đủ rằng chất hàn, quy trình và quá trình làm sạch phải khớp trong một vòng khép kín để nhận ra giá trị thực sự của chất hàn có độ tin cậy cao.
