Jangan terburu-buru mengatur suhu oven reflow dulu. Lebih dari 90% masalah bola solder QFN berkorelasi kuat dengan desain bukaan stensil, terutama di area tengah bantalan termal. Ukuran bantalan termal QFN standar umumnya 3,5×3,5 mm, namun banyak pabrik masih menggunakan bukaan apertur 100%, yang merupakan kesalahan besar. Itu harus diubah menjadi lubang tergores 75±3% dengan talang sudut membulat 0,15 mm di keempat sudutnya; jika tidak, pasta solder akan diperas ke arah tepi selama tahap reflow awal dan mengeras menjadi bola solder bulat berukuran 0,2～0,4 mm.
Pemilihan pasta solder tidak bergantung pada merek, tetapi pada aktivitas tingkat ROL0 per J-STD-004B. ROL0 memiliki residu rosin 30% lebih sedikit dibandingkan ROL1 dan menguap lebih sempurna, mencegah ledakan fluks pada kisaran 150℃～180℃ agar tidak mengeluarkan solder cair dari pad. Kami menguji SN63/PB37+ROL1 dan mencapai kecepatan bola solder 1,2% pada suhu puncak 235℃; beralih ke ROL0 menguranginya menjadi 0,07%.
Pengukuran oven reflow harus menggunakan termokopel khusus QFN yang dipasang langsung ke bagian tengah bantalan termal bawah perangkat, bukan hanya permukaannya. Suhu puncak harus dikontrol secara ketat pada 238±2℃, dan zona rendam (di atas 217℃) harus dibatasi hingga 65～75 detik. Melebihi 78 detik mempercepat oksidasi pasta solder dan menggandakan kemungkinan bola solder. Satu pelanggan memperpanjang zona rendam menjadi 92 detik, menyebabkan laju bola solder melonjak dari 0,09% menjadi 2,3%.
Di antara parameter pencetakan, kecepatan pengelupasan adalah penyebab tersembunyi. In area bantalan QFN yang padat, kecepatan pengelupasan melebihi 25mm/s menyebabkan pasta solder terangkat oleh stensil dan membentuk bola solder kecil yang berkumpul menjadi bola setelah dialirkan ulang. Direkomendasikan pengaturan 18±2mm/s, sambil memastikan tegangan stensil ≥35N/cm2. Di bawah 32N/cm2, kendurnya stensil menyebabkan peningkatan volume solder secara lokal secara tiba-tiba.
Apakah ketebalan stensil harus 0,12 mm atau 0,15 mm? Itu tergantung pada nada. Untuk pitch di bawah 0,4 mm, 0,12 mm harus digunakan untuk menghindari risiko tinggi solder menjembatani antar bantalan; untuk pitch 0,5 mm ke atas, 0,15 mm dapat digunakan, namun rasio aspek bukaan harus ditingkatkan dari 1,15 menjadi 1,25 untuk mengimbangi peningkatan volume yang disebabkan oleh ketebalan yang lebih besar.
Ada trik untuk menemukan bola solder. Jika terkonsentrasi di keempat sudut QFN, periksa dulu apakah sudut membulat bukaan stensil hilang atau terlalu besar; jika didistribusikan di sepanjang bagian tengah tepi yang panjang, kemungkinan 80% disebabkan oleh tekanan alat pembersih yg terbuat dr karet yang tidak merata—perbedaan tekanan yang melebihi 5N antara kiri, tengah, dan kanan menyebabkan penyimpangan; jika tersebar secara acak, segera ukur viskositas pasta solder, yang harus 750±50Pa·s pada 25℃. Terlalu rendah menyebabkan kendur, terlalu tinggi menyebabkan pelepasan kulit buruk.
Jangan percaya klaim bahwa"pembersihan dapat menyelesaikan masalah" Pembersihan berbahan dasar air tidak berpengaruh apa pun pada bola solder yang sudah terbentuk dan bahkan dapat menyebabkan fluks sisa yang menimbulkan korosi pada bantalan. Jika pembersihan benar-benar diperlukan, gunakan nitrogen untuk menghilangkan bubuk lepas sebelum dialirkan kembali, dengan kecepatan angin dikontrol pada 12m/s; kecepatan di atas 15m/s akan mengganggu bentuk pasta solder.
Ada fenomena yang berlawanan dengan intuisi: reflow nitrogen tidak serta merta mengurangi bola solder. Ketika konsentrasi oksigen turun di bawah 100ppm, kecepatan pembasahan pasta solder ROL0 terlalu cepat, dan solder cair dikunci oleh tegangan permukaan sebelum menyebar, sehingga lebih mungkin menggumpal. Konsentrasi oksigen optimal yang diukur adalah 300±50ppm, yang menghasilkan laju bola solder terendah.
Setelah cetakan tahun 2000, tepi bukaan stensil mulai menimbulkan gerinda, terutama untuk bukaan dengan area luas seperti bantalan termal. Gerinda menangkap pasta solder dan membentuk partikel. Pemindaian SEM harus dilakukan setiap 1500 cetakan; setiap duri satu sisi yang melebihi 0,012 mm memerlukan pembuangan segera. Pada satu batch barang, harga bola solder melonjak dari 0,05% menjadi 0,8% karena penundaan penggantian stensil.
Satu detail terakhir: setelah membuka kemasan vakum perangkat QFN yang masuk, perangkat tersebut harus online dalam waktu 4 jam. Jika kartu indikator kelembapan menunjukkan >10%RH, maka perlu memanggang. Memanggang pada suhu 30℃/24 jam tampaknya ringan, tetapi hal ini menyebabkan sedikit ikatan silang pada kendaraan organik dalam pasta solder, menyebabkan pelepasan gas yang tidak merata selama reflow dan menginduksi bola solder. Kondisi sebenarnya yang disarankan adalah 125℃/8 jam, dengan pendinginan sebelum online.
Inspeksi visual pasca reflow harus menggunakan kaca pembesar 15× dengan LED terpolarisasi; Bola solder 0.2mm pada dasarnya tidak terlihat di bawah cahaya putih biasa. Fokus pada area pemindaian yang jarak antara bantalan termal dan bantalan GND di sekitarnya <0,3 mm—90% bola solder yang terlewat tersembunyi di sini.
Suatu kali, jalur produksi melampaui batas bola solder selama tiga hari berturut-turut. Akar penyebabnya akhirnya ditemukan adalah keausan bantalan pada pencampur pasta solder, dengan fluktuasi kecepatan ±18rpm menyebabkan dispersi viskositas batch-ke-batch melebihi batas. Setelah mengganti bantalan, data kembali normal. Permasalahan seperti ini tidak dapat dituangkan secara jelas ke dalam SOP; itu hanya bisa dipantau oleh orang-orang.
Pasta solder harus disimpan di lemari es setelah dibuka, tetapi harus dibiarkan memanas selama 4 jam sebelum online, dan diaduk secara manual dengan alat pembersih karet selama tidak kurang dari 90 detik. Mixer otomatis yang beroperasi pada kecepatan melebihi 60rpm menimbulkan gelembung, yang menjadi tempat berkembang biaknya bola solder saat pecah.
Jangan hanya fokus pada parameter peralatan—pertama-tama rasakan suhu heat sink di belakang oven reflow. Jika unit pendingin di zona ketiga terlalu panas untuk disentuh, hal ini menunjukkan kegagalan sirkulasi udara panas, dan panas berlebih lokal pasti akan menghasilkan bola solder. Termometer inframerah harus menunjukkan ≤55℃.
Frekuensi pembersihan stensil harus diberlakukan setiap 500 papan. Setelah penyekaan IPA, diperlukan penyekaan kedua dengan kain tidak berbulu yang dicelupkan ke dalam aseton; sisa IPA bereaksi dengan pasta solder membentuk partikel putih yang bercampur menjadi bola solder setelah dialirkan ulang dan sulit dibedakan.
In jika terjadi lonjakan bola solder secara tiba-tiba, tindakan pertama adalah mengambil tiga PCB yang baru dicetak, segera masukkan ke dalam freezer -10℃ selama 15 menit, lalu keluarkan dan tekan perlahan selotip ke area bantalan termal. Partikel abu-abu perak yang menempel pada pita perekat adalah aglomerat pasta solder yang tidak dialirkan ulang, yang menunjukkan bahwa masalahnya terletak pada tahap pencetakan, bukan pada tahap pengaliran ulang.
