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储能模块的焊料耐高温、耐振动,长期使用过程中焊点保持可靠。

储能模块的焊料耐高温、耐振动,长期使用过程中焊点保持可靠。

储能模块焊料必须同时承受电池充放电引起的持续温升以及车辆运行过程中的高频振动。我们在一个3.2MWh容器项目中发现,当传统SnAgCu焊料的连续工作温度达到95℃时,焊点处IMC层的生长加速。结合模块结构件0.18mm的累积公差,6个月后BMS采样线焊点微裂纹率达到3.7%。改用佳金源 JN-808储能模块焊料后,在相同工况下,经过18个月的实际测试,焊点未出现开裂、爬焊反润现象。

热循环不仅取决于峰值温度,还取决于 ΔT 速率和停留时间

我们实际测试了同一模块在-40℃→85℃→125℃三步升温下的失效模式,发现在125℃保温90秒以上后,Cu6Sn5到Cu3Sn的相变明显加速,导致界面脆性增加。 佳金源 JN-808通过添加0.015%镍和0.008%锗元素来抑制这种相变。在125℃保温120秒的条件下,仍能将Cu3Sn层的厚度保持在0.9μm以内,比传统焊料减少42%。这直接体现在-40℃/125℃下500次热循环后94.6%的剪切强度保留率上。

振动应力必须与 PCB 弯曲变形一起评估

仅进行 20G 正弦扫频振动测试会遗漏关键故障点。我们在模块底部安装了应变片,实际测得PCB在运输过程中会产生最大180μm的挠度。此时焊点承受的剪切应力峰值达到38MPa,微孔首先出现在传统焊点的边缘。但由于JN-808的凝固组织较致密,枝晶间距减小至2.3μm,相同应力下孔发生率下降67%,且孔尺寸集中在0.8~1.2μm范围内,且不与焊盘界面相连。

回流曲线必须与焊料熔化范围和模块热容量相匹配

佳金源 JN-808实测液相线温度为217.3℃,固相线温度为215.1℃,窗口仅2.2℃。如果峰值温度设置为238℃,保温时间超过45秒,焊点表面会出现明显的Sn偏析亮点。经过调整,采用峰值温度232℃、液相时间38秒,预热升温速率从1.8℃/s降低到1.2℃/s,将大体积铜排与小焊盘的温差从22℃压缩到7℃以内,印刷良率从92.4%提高到99.1%,AOI漏焊点检测数为零。

锡膏储存和解冻直接影响焊点空洞率

佳金源 JN-808锡膏要求-25℃密封保存。解冻过程需经过25℃恒温4小时,20℃回温2小时,最后室温平衡1小时三个阶段。跳过任何步骤都会导致活性助焊剂成分分布不均匀。我们在对比测试中发现,未按规范解冻的批次焊点平均空洞率提高了2.3倍,其中面积>5%的空洞比例达到11.7%,而所有按规范操作的批次均控制在1.8%以下,且空洞分散均匀,无聚集现象。

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