Durante a produção em massa de um determinado produto de embalagem QFN com passo de 0,4 mm, descobrimos que a inspeção SPI detectou continuamente baixo volume de pasta de solda e rebarbas severas de contorno. Após a solução de problemas, foi confirmado que os problemas não foram causados ​​por lotes anormais de pasta de solda, flutuações de pressão do rodo ou oxidação da placa de circuito impresso, mas sim pelo fato de que a abertura do estêncil foi alterada da abertura retangular original para uma versão otimizada com chanfros de lado único de 0,05 mm. Isso fez com que a adesão entre a pasta de solda e a parede da abertura diminuísse muito rapidamente durante o momento de liberação, fazendo com que a pasta de solda local fosse separada e formando pequenos respingos. Este fenômeno é particularmente proeminente quando se utiliza um estêncil de 25 μm de espessura combinado com pasta de solda Tipo 4.

Se a pasta de solda pode ser completamente transferida durante o processo de impressão de estêncil depende não apenas da proporção da área de abertura (isto é, a proporção da área de abertura para a área de superfície da parede de abertura), mas também é mais significativamente afetada pelas características geométricas das paredes laterais da abertura. Por exemplo, quando as aberturas são fabricadas usando gravação a laser sem tratamento de eletropolimento, o valor Ra da parede lateral frequentemente atinge acima de 0,8 μm. Neste ponto, a resistência ao cisalhamento experimentada pela pasta de solda durante o estágio de separação aumenta significativamente, especialmente na impressão de dispositivos de passo fino, o que causa facilmente fratura na parte superior da pasta de solda, em vez de descascamento geral. Em última análise, isto resulta numa forma de formação assimétrica na almofada, com uma depressão no meio e protuberâncias em ambos os lados.

Certa vez, comparamos e verificamos estênceis com três métodos de abertura diferentes usando o mesmo substrato BGA, ou seja, aberturas verticais tradicionais, aberturas escalonadas com degrau de 0,1 mm na parte inferior e aberturas cônicas com abertura total do cone trapezoidal da parede. Os resultados mostraram que o projeto cônico trapezoidal teve o menor coeficiente de variação do volume da pasta de solda (CV) de apenas 6,2% em dispositivos CSP com passo de 0,3 mm, enquanto a abertura vertical teve um valor de CV tão alto quanto 11,7%. Isto indica que o comportamento de separação interfacial entre a parede lateral da abertura e a pasta de solda não é determinado apenas pela razão de área, mas também está intimamente relacionado aos efeitos acoplados da resistência ao escoamento da pasta de solda, módulo elástico do material do estêncil e velocidade de impressão.

Antes de substituir o estêncil no local, as dimensões reais das aberturas devem ser medidas, porque a zona afetada pelo calor após o corte a laser causará fusão em escala micrométrica e saliências de ressolidificação em algumas áreas. Este defeito estrutural, que é invisível a olho nu, será exposto de forma concentrada como pasta de solda após a impressão contínua de 200 peças. Especialmente quando o teor de metal da pasta de solda é de 89,5% e a viscosidade é de 650Pa·s, a probabilidade de ocorrência de tais defeitos aumenta quase três vezes. Portanto, cada novo estêncil deve ser amostrado e inspecionado quanto à morfologia transversal de pelo menos 10 aberturas típicas usando um microscópio metalográfico de 500x antes de ser colocado online.

Para dispositivos de pad grandes com passo de 0,5 mm ou superior, aumentar adequadamente o tratamento de microtextura da parede interna da abertura pode realmente ajudar a melhorar a estabilidade da liberação da pasta de solda. No entanto, esta medida não é absolutamente aplicável a pinos densamente dispostos com passo inferior a 0,3 mm, porque nestas últimas condições de trabalho, qualquer irregularidade superficial amplificará a tendência de rasgo da borda da pasta de solda. Isso exige que os engenheiros de processo definam dinamicamente critérios de aceitação de abertura com base no tipo específico de embalagem, modelo de pasta de solda e combinação de parâmetros do equipamento, em vez de aplicar um modelo unificado.