銅基板因其優(yōu)異的導(dǎo)熱性和承載電流能力,廣泛應(yīng)用于LED照明、電源模塊、電機(jī)控制等高功率場(chǎng)景。隨著電子產(chǎn)品集成度提高,銅基板的貼片(SMT)需求越來越普遍。然而,與普通FR-4板相比,銅基板在貼片加工過程中存在諸多特殊要求和工藝難點(diǎn),若忽視這些,輕則影響焊接良率,重則導(dǎo)致功能失效或可靠性下降。
1. 預(yù)熱工藝更關(guān)鍵,防止熱沖擊
銅基板導(dǎo)熱快、散熱快,這意味著在回流焊過程中,溫度升高和降低都非常迅速。若升溫太快,容易導(dǎo)致焊膏炸錫或器件熱應(yīng)力損壞;降溫太快,則可能形成冷焊或虛焊。因此,銅基板貼片時(shí)需設(shè)置更緩和的預(yù)熱曲線,讓整體溫度分布更均勻,確保焊點(diǎn)質(zhì)量。
2. 焊膏選擇需匹配高熱容量
由于銅基板整體導(dǎo)熱能力強(qiáng),普通焊膏可能出現(xiàn)熔化不足或潤(rùn)濕性差的情況,尤其在大面積銅箔區(qū)域或重負(fù)載器件下。因此,推薦使用高活性焊膏或高溫錫膏(如Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5),以提升焊接穩(wěn)定性。對(duì)于一些散熱片設(shè)計(jì)還需搭配助焊膏或焊片增強(qiáng)導(dǎo)熱貼裝。
3. 器件布局與散熱設(shè)計(jì)需聯(lián)動(dòng)考量
銅基板的熱量大多通過金屬底層導(dǎo)出,因此元器件的貼裝面通常溫升較高。布局設(shè)計(jì)時(shí)要注意大功率器件之間留有足夠間距,避免熱量集中造成損傷。此外,一些熱源較強(qiáng)的芯片,常需設(shè)計(jì)熱焊盤(Thermal Pad)+過孔導(dǎo)熱結(jié)構(gòu),貼片焊接時(shí)需特別關(guān)注焊膏量控制,避免虛焊或錫球堆積。
4. 貼裝設(shè)備要求更高的溫控精度
銅基板的熱容大、溫度分布易不均,對(duì)貼片機(jī)和回流爐的加熱能力和溫控精度提出更高要求。特別是雙面貼片時(shí),首面貼裝完成后,次面焊接要確保不會(huì)因高溫再次熔化焊點(diǎn),避免器件移位。部分復(fù)雜銅基板需使用氮?dú)獗Wo(hù)或多段控溫回流爐提升焊接良率。
5. 表面處理影響焊接效果
銅基板常見的表面處理有噴錫、沉金、OSP等。對(duì)于貼片工藝而言,沉金更有利于焊接可靠性與長(zhǎng)期儲(chǔ)存,而噴錫在厚銅區(qū)域易出現(xiàn)焊點(diǎn)不均。若使用OSP涂層,在多次高溫過程下易氧化失效,因此需盡快加工,不宜長(zhǎng)時(shí)間暴露空氣。
銅基板貼片看似和普通板類似,實(shí)則每一步工藝都需精細(xì)優(yōu)化。預(yù)熱控制、焊膏選擇、熱設(shè)計(jì)、設(shè)備匹配與表面處理,都是確保焊接成功與產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵。理解這些特殊要求,是從“能貼”走向“貼得好”的基礎(chǔ)。