특정 0.4mm 피치 QFN 패키지 제품을 대량 생산하는 동안 SPI 검사를 통해 낮은 솔더 페이스트 양과 심각한 윤곽 버가 지속적으로 감지되는 것으로 나타났습니다. 문제 해결 후, 문제는 비정상적인 솔더 페이스트 배치, 스퀴지 압력 변동 또는 PCB 패드 산화로 인해 발생하는 것이 아니라 스텐실 조리개가 원래 직사각형 개구부에서 0.05mm 단면 모따기가 있는 최적화된 버전으로 변경되었다는 사실로 확인되었습니다. 이로 인해 릴리스 순간에 솔더 페이스트와 구멍 벽 사이의 접착력이 너무 빨리 떨어지게 되어 국부 솔더 페이스트가 떨어져 나가고 작은 튄 자국이 형성되었습니다. 이 현상은 Type 4 솔더 페이스트와 함께 25μm 두께의 스텐실을 사용할 때 특히 두드러집니다.

스텐실 프린팅 공정 중 솔더 페이스트가 완전히 전사될 수 있는지 여부는 개구 면적 비율(즉, 개구 벽면 대 개구 면적의 비율)에 달려 있을 뿐만 아니라 개구 측벽의 기하학적 특성에 의해 더 크게 영향을 받습니다. 예를 들어, 전해연마 처리 없이 레이저 에칭을 사용하여 조리개를 제작하는 경우 측벽 Ra 값이 0.8μm 이상에 도달하는 경우가 많습니다. 이 시점에서 분리 단계에서 솔더 페이스트가 겪게 되는 전단 저항은 특히 미세 피치 장치 인쇄에서 크게 증가하며 이는 전체 박리보다는 솔더 페이스트 상단에서 쉽게 파손을 유발합니다. 이는 궁극적으로 중앙이 움푹 들어가고 양쪽이 돌출되는 패드의 비대칭 성형 모양을 초래합니다.

우리는 동일한 BGA 기판을 사용하는 세 가지 다른 조리개 방법, 즉 기존 수직 개구부, 하단에 0.1mm 단계가 있는 계단식 개구부, 전체 조리개 벽 사다리꼴 테이퍼가 있는 테이퍼 개구부를 사용하여 스텐실을 비교하고 검증한 적이 있습니다. 결과는 사다리꼴 테이퍼 설계가 0.3mm 피치 CSP 장치에서 가장 낮은 솔더 페이스트 부피 변동 계수(CV)인 6.2%를 갖는 반면, 수직 개구부는 11.7%만큼 높은 CV 값을 갖는 것으로 나타났습니다. 이는 개구 측벽과 솔더 페이스트 사이의 계면 분리 거동이 면적비에 의해서만 결정되는 것이 아니라 솔더 페이스트 항복 강도, 스텐실 재료 탄성 계수 및 인쇄 속도의 결합 효과와도 밀접하게 관련되어 있음을 나타냅니다.

현장에서 스텐실을 교체하기 전에 구멍의 실제 치수를 측정해야 합니다. 왜냐하면 레이저 절단 후 열 영향을 받는 부분으로 인해 일부 영역에서 미크론 규모의 용융 및 재응고 돌출이 발생할 수 있기 때문입니다. 육안으로는 보이지 않는 이 구조적 결함은 200장을 연속 인쇄한 후 솔더 페이스트의 흔적으로 집중적으로 노출됩니다. 특히 솔더 페이스트 금속 함량이 89.5%이고 점도가 650Pa·s인 경우 이러한 결함이 발생할 가능성은 거의 3배 증가합니다. 따라서 각각의 새로운 스텐실은 온라인에 접속하기 전에 500x 금속 조직 현미경을 사용하여 최소 10개 일반 개구의 단면 형태를 샘플링하고 검사해야 합니다.

피치가 0.5mm 이상인 대형 패드 장치의 경우 개구 내벽의 마이크로 텍스처 처리를 적절하게 늘리면 실제로 솔더 페이스트 릴리스 안정성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 이 조치는 피치가 0.3mm 미만인 조밀하게 배열된 핀에는 전혀 적용되지 않습니다. 왜냐하면 후자의 작업 조건에서 표면 불규칙성이 솔더 페이스트 가장자리 찢어짐 경향을 증폭시키기 때문입니다. 이를 위해서는 프로세스 엔지니어가 통합 템플릿을 적용하는 대신 특정 패키지 유형, 솔더 페이스트 모델 및 장비 매개변수 조합을 기반으로 개구 허용 기준을 동적으로 정의해야 합니다.