Selama proses debug lini produksi perangkat yang dikemas QFN32, kami menemukan bahwa ketika stensil SMT menggunakan bukaan 1:1 untuk bantalan termal bawah, laju kekosongan setelah reflow umumnya mencapai lebih dari 42%. Namun, ketika rasio aperture dikurangi menjadi 0,78 dan dikombinasikan dengan desain ketebalan bertahap, tingkat kekosongan langsung turun menjadi 19%, sedangkan tingkat kehilangan AOI berkurang sebesar 63%. Hal ini menunjukkan bahwa rasio bukaan stensil SMT belum tentu lebih baik bila mendekati ukuran bantalan, namun harus sesuai dengan keseimbangan dinamis antara sifat reologi pasta solder dan gaya penggerak pembasahan intermetalik selama reflow.
Logika aperture untuk bantalan termal QFN tidak dapat secara langsung menerapkan standar BGA
Bantalan area yang luas di bagian bawah paket QFN cenderung menghasilkan banyak rongga selama reflow karena terhambatnya volatilisasi fluks dan terbatasnya jalur keluar gas. Jika stensil SMT dibuat dengan rasio bukaan konvensional 0,95, volume pasta solder berlebih dikombinasikan dengan pembasahan yang tertunda di area bantalan tengah dengan mudah membentuk pita kosong annular. JiaJinYuan mereproduksi fenomena ini pada 6 PCB dengan ketebalan berbeda, dengan konsentrasi rongga yang secara konsisten terletak di zona annular 0,35 mm hingga 0,48 mm dari tepi bantalan. Oleh karena itu, bukaan harus dikurangi ke kisaran 0,72 hingga 0,85, dan talang R0,15 harus ditambahkan ke empat sudut bukaan untuk mengurangi robekan geser pasta solder.
Susunan bola solder perangkat BGA memerlukan perlakuan berbeda pada area pusat dan periferal
Rasio bukaan stensil SMT untuk perangkat BGA harus membedakan antara area pusat dan periferal. Jika rasio bukaan 0,8 yang seragam digunakan untuk bola solder dengan jarak di bawah 0,4 mm di area tengah, tingkat penghubung pasta solder antara bantalan yang berdekatan setelah pencetakan mencapai 11,7%. Namun, setelah memperketat rasio bukaan area pusat menjadi 0,73 dan melonggarkan area periferal menjadi 0,82, tingkat penghubung turun di bawah 0,8%, dan pemeriksaan sinar-X menunjukkan peningkatan sebesar 23% dalam konsistensi ketinggian bola solder pusat. Hal ini berasal dari efek gabungan perbedaan adhesi pasta solder pada tepi bukaan stensil dan redaman transmisi tekanan alat pembersih yg terbuat dr karet.
Ketegangan stensil dan metode pendukung dapat membalikkan efektivitas rasio aperture
Ketika tegangan rangkaian stensil SMT yang sama berada di bawah 35N/cm², volume pelepasan pasta solder sebenarnya pada rasio bukaan 0,78 adalah 6,2% lebih tinggi dari nilai teoritis, karena kendurnya stensil menyebabkan distorsi pada penampang bukaan. Setelah mengadopsi struktur dukungan dua titik JiaJinYuan, deviasi ini menyatu menjadi ±0,9%. Oleh karena itu, sebelum menentukan rasio bukaan, nilai tegangan terukur dan posisi titik penyangga setelah pemasangan stensil harus dipastikan; jika tidak, semua perhitungan jendela proses akan menjadi tidak akurat.
Kandungan oksigen atmosfer reflow mengubah kondisi batas untuk rasio aperture optimal
Ketika konsentrasi O₂ dalam lingkungan nitrogen di bawah 100ppm, gaya tarik rata-rata sambungan solder QFN pada rasio bukaan 0,75 mencapai 3,82kgf. Namun, setelah beralih ke reflow udara konvensional, gaya tarik pada rasio aperture yang sama turun menjadi 2,91kgf. Pada titik ini, rasio aperture perlu ditingkatkan menjadi 0,81 untuk mengembalikan sifat mekanik. Hal ini menunjukkan bahwa parameter stensil SMT harus dikalibrasi sesuai dengan suasana sebenarnya dari oven reflow, dan tidak dapat dioptimalkan secara independen dari lingkungan jalur produksi sebenarnya.
