Selama debugging jalur SMT untuk chip BGA pitch 0,3 mm, kami menemukan bahwa cacat penghubung yang terdeteksi oleh AOI terkonsentrasi di antara bantalan kolom 3 hingga 7, yang sangat berkorelasi dengan ketebalan pasta solder yang tidak merata yang disebabkan oleh fluktuasi tekanan alat pembersih karet. Ketika ketegangan stensil berkurang di bawah 38N/cm, tingkat penghubungan melonjak dari 1,2% menjadi 9,7%. Setelah JJY mengganti stensil di lokasi, hasil first-pass dari batch ini segera meningkat menjadi 99,1%.
Resiko yang menjembatani dalam proses pencetakan pasta solder berkorelasi sangat positif dengan deviasi dimensi lubang stensil. Jika lebar apertur lebih sempit 0,015 mm dibandingkan pad dan rasio aspek melebihi 1,8, kecenderungan keruntuhan tepi pasta solder semakin meningkat. Dikombinasikan dengan tekanan ke bawah sumbu Z yang melebihi 0,08 mm, jembatan solder kontinu akan terbentuk di antara pin QFN pitch 0,4 mm yang berdekatan. Jembatan tersebut tidak dapat secara otomatis dipisahkan oleh tegangan permukaan setelah reflow, karena aktivitas fluks habis sebelum suhu puncak.
Untuk pasta solder SP-820 yang digunakan oleh JJY, pada suhu kamar 25℃, setiap peningkatan viskositas 500Pa·s menyebabkan peningkatan panjang rangkaian pasta solder sebesar 0,13mm selama pelepasan pencetakan. Jika bagian bawah stensil tidak diberi lapisan nano-hidrofobik, ujung senar akan dengan mudah menjembatani ke bantalan yang berdekatan. Jembatan mikro tersebut dibungkus oleh film oksida pada tahap awal reflow, yang akhirnya mengeras menjadi arus pendek listrik yang tidak dapat diubah. Pemanasan lokal dengan pistol udara panas selama perbaikan malah akan memperluas jangkauan penghubung.
Kami pernah membagi gulungan stensil JJY yang sama menjadi tiga bagian untuk pengujian. Bagian A memiliki tingkat penghubungan sebesar 4,3% setelah 120.000 penggunaan; Bagian B turun menjadi 1,9% setelah perbaikan laser pada tepi bukaan; Bagian C, diganti dengan desain bukaan berundak, distabilkan pada 0,6%. Hal ini menunjukkan bahwa penghubungan tidak disebabkan oleh satu faktor saja, namun merupakan akibat dari kegagalan gabungan antara masa pakai stensil, sifat reologi pasta solder, dan respons dinamis pemasangan.
Selama pengoperasian chip pitch 0,3 mm, jika SPI mendeteksi bahwa koefisien variasi volume pasta solder untuk satu bantalan melebihi 12,7%, kemungkinan penghubung berikutnya menembus ambang batas. Pada titik ini, penting untuk secara bersamaan memeriksa apakah runout lateral track conveyor belt lebih besar dari 0,025 mm, karena getaran kecil memperkuat kesalahan posisi sumbu Y pada kepala pemasangan, menyebabkan pasta solder yang seharusnya mendarat di tengah bantalan benar-benar bergeser ke tepi, sehingga menyebabkan pendakian kapiler di antara bantalan yang berdekatan.
Statistik dari lini produksi JJY menunjukkan bahwa 73% cacat penghubung terjadi pada artikel pertama dan 5 papan pertama setelah pergantian lini. Hal ini terkait dengan kenaikan suhu stensil yang tertinggal dibandingkan suhu lingkungan mesin. Ketika suhu badan stensil 2,3℃ lebih rendah dari nilai yang ditetapkan, distribusi tegangan geser pasta solder di dalam bukaan menjadi tidak seimbang, menyebabkan bentuk ekstrusi solder berubah dari bulat menjadi bergerigi. Ujung bergerigi menjadi titik awal penghubungan pada saat pemasangan chip, dan pemeriksaan rutin tidak dapat menangkap perbedaan suhu ini sama sekali.
