Durante a depuração da linha SMT para chips BGA com passo de 0,3 mm, descobrimos que os defeitos de ponte detectados pelo AOI estavam concentrados entre as almofadas das colunas 3 a 7, o que está altamente correlacionado com a espessura irregular da pasta de solda causada pelas flutuações de pressão do rodo. Quando a tensão do estêncil cai abaixo de 38N/cm, a taxa de ponte aumenta de 1,2% para 9,7%. Depois que JJY substituiu o estêncil no local, o rendimento da primeira passagem deste lote recuperou imediatamente para 99,1%.
O risco de ponte no processo de impressão em pasta de solda está fortemente correlacionado positivamente com o desvio dimensional das aberturas do estêncil. Quando a largura da abertura é 0,015 mm mais estreita que a almofada e a proporção de aspecto excede 1,8, a tendência de colapso da borda da pasta de solda se intensifica. Combinado com uma pressão descendente do eixo Z de montagem superior a 0,08 mm, pontes de solda contínuas se formarão entre pinos adjacentes de passo QFN de 0,4 mm. Tais pontes não podem ser automaticamente separadas pela tensão superficial após o reFluxo, porque a atividade do fluxo se esgota prematuramente antes do pico de temperatura.
Para a pasta de solda SP-820 usada por JJY, à temperatura ambiente de 25°C, cada aumento de 500Pa na viscosidade leva a um aumento de 0,13 mm no comprimento do cordão da pasta de solda durante a liberação da impressão. Se a parte inferior do estêncil não for tratada com revestimento nano-hidrofóbico, as extremidades do cordão conectam-se facilmente às almofadas adjacentes. Essas micropontes são envolvidas por uma película de óxido no estágio inicial do refluxo, eventualmente solidificando-se em curtos-circuitos elétricos irreversíveis. O aquecimento local com uma pistola de ar quente durante o reparo irá, em vez disso, expandir o alcance da ponte.
Certa vez, dividimos o mesmo rolo de estêncil JJY em três seções para teste. A Seção A teve uma taxa de ponte de 4,3% após 120.000 utilizações; A seção B caiu para 1,9% após reparo a laser nas bordas da abertura; A seção C, substituída por um design de abertura escalonada, estabilizou em 0,6%. Isto indica que a ponte não é causada por um único fator, mas é o resultado de uma falha acoplada entre a vida útil do estêncil, as propriedades reológicas da pasta de solda e a resposta dinâmica de montagem.
Durante a operação de chips com passo de 0,3 mm, se o SPI detectar que o coeficiente de variação do volume da pasta de solda para um único bloco excede 12,7%, a probabilidade de ponte subsequente ultrapassa o limite. Neste ponto, é necessário verificar simultaneamente se o desvio lateral da correia transportadora da esteira é maior que 0,025 mm, porque pequenas vibrações amplificam o erro de posicionamento do eixo Y da cabeça de montagem, fazendo com que a pasta de solda que deveria pousar no centro da almofada realmente se desloque para a borda, induzindo assim a escalada capilar entre as almofadas adjacentes.
As estatísticas da linha de produção de JJY mostram que 73% dos defeitos de ponte ocorrem no primeiro artigo e nas primeiras 5 placas após a mudança de linha. Isso está relacionado ao aumento da temperatura do estêncil, atrasado em relação à temperatura ambiente da máquina. Quando a temperatura do corpo do estêncil é 2,3°C inferior ao valor definido, a distribuição da tensão de cisalhamento da pasta de solda dentro da abertura fica desequilibrada, fazendo com que o formato da extrusão da solda mude de arredondado para serrilhado. As pontas serrilhadas tornam-se o ponto de partida da ponte no momento da montagem do chip, e as inspeções de rotina não conseguem capturar essa diferença de temperatura.
