Muitos engenheiros acreditam que, desde que a espessura do estêncil e a área de abertura estejam em conformidade com o IPC-7525, tudo ficará bem, apenas para descobrir durante a verificação do primeiro artigo que a flutuação do volume de solda nas almofadas dos componentes 0201 excede 35%. A causa raiz é que o design da proporção de abertura não corresponde ao tamanho das partículas da pasta de solda. Quando o tamanho médio de partícula do pó esférico na pasta de solda é 25μm, se a largura da abertura for inferior a 75μm, a proporção de área cai abaixo de 0,66, e a pasta de solda não pode se separar completamente da parede do estêncil pela tensão superficial, levando à liberação incompleta e à pasta de solda aderindo às paredes da abertura. A abordagem correta é controlar a largura mínima da borda da abertura para mais de 3 vezes o tamanho da partícula de pó e medir simultaneamente a curva reológica da pasta de solda usada para calibrar o coeficiente de compensação de contração da abertura.

É prática comum no local fazer aberturas em quadrados ou retângulos padrão, mas na realidade, o colapso da pasta de solda sempre ocorre no centro das almofadas térmicas QFN após a impressão. Isto ocorre porque a deformação flexural local do estêncil sob pressão do rodo não é considerada. Quando o lado longo da abertura é paralelo à direção do movimento do rodo e seu comprimento excede 3 mm, o estêncil sofre depressão elástica em nível de mícron sob pressão do rodo, comprimindo a pasta de solda em ambos os lados e afinando o meio. O perigo é que a taxa de junta de solda fria das almofadas térmicas após o reFluxo aumente em mais de 12%. A causa raiz está em ignorar a relação de acoplamento mecânico entre a tensão do suporte do estêncil e a extensão da abertura. A abordagem correta é adotar uma divisão em forma de “I” ou adicionar nervuras de suporte no centro para aberturas de almofada térmica maiores que 2,5 mm, comprimindo a extensão máxima sem suporte para 1,8 mm.

Algumas pessoas buscam cegamente a alta precisão polindo estênceis cortados a laser, apenas para encontrar picos de pasta de solda nas almofadas do resistor 0402 por três lotes consecutivos. Sob um microscópio, a pasta de solda pode ser vista arrastando-se em forma de filamento a partir das bordas da abertura. Isso ocorre porque o polimento excessivo elimina as âncoras de rebarbas de 0,2 ~ 0,5 μm de nível mícron que deveriam existir na parede interna do estêncil. A pasta de solda perde sua adesão inicial e, em vez disso, é adsorvida e esticada pela superfície de cobre da almofada no momento da liberação. O perigo é que a taxa de deslocamento do componente causada pelo arrastamento da pasta de solda durante a colocação atinge 8,3%. A abordagem correta é manter uma rugosidade da parede interna de Ra0,3~0,4μm, o que garante uma liberação suave enquanto mantém a adesão de cisalhamento necessária. Após o polimento, a verificação deve ser realizada com um perfilômetro em vez de depender apenas da inspeção visual.

Algumas fábricas compram estênceis de espessura não padrão para reduzir custos, por exemplo, usando 0,13 mm em vez do estêncil padrão de 0,12 mm para imprimir QFP com passo de 0,4 mm. Como resultado, o valor CV da altura da pasta de solda deteriora-se de 9,2% para 18,7%. Seções transversais microscópicas mostram saliências óbvias em forma de arco no topo da pasta de solda. Isso ocorre porque depois que o estêncil fica mais espesso, a profundidade real de pressão do rodo é relativamente reduzida e a pasta de solda não é suficientemente comprimida para preencher a parte inferior da abertura. A causa raiz é ignorar o efeito de atenuação linear da pressão do rodo após alterações na espessura do estêncil. A abordagem correta é que toda vez que a espessura do estêncil muda em 0,01 mm, a combinação de pressão, velocidade e ângulo do rodo deve ser recalibrada e o equipamento SPI deve ser usado para realizar a inspeção completa nas primeiras 5 placas para verificação.

A armadilha mais oculta é a presença de uma camada fundida nas bordas da abertura que é invisível a olho nu. Se os estênceis cortados a laser forem colocados em produção em massa sem polimento eletrolítico, a impressão inicial será OK, mas após operação contínua por 8 horas, o resíduo de pasta de solda aumentará placa por placa e a ponte de solda começará a aparecer a partir da 12ª placa. A causa raiz é que a camada refundida tem uma dureza 30% maior que o material de base, e a raspagem repetida forma microlâminas que raspam continuamente a pasta de solda, causando fratura por cisalhamento da pasta de solda e desequilíbrio na precipitação do fluxo. O perigo é que até 23 placas PCBA sejam descartadas por dia. A abordagem correta é que todos os estênceis a laser devem passar por um pós-tratamento em duas etapas: primeiro, eletrólise ácida fraca para remover a camada refundida, depois moagem direcional com pasta de diamante de 0,5 μm e espectros elementares EDS de 3 aberturas devem ser amostrados por lote para confirmar que o teor de oxigênio está abaixo de 0,8%.

Lista de verificação simples: confirme se a largura mínima da borda da abertura ≥75μm, extensão da abertura da almofada térmica ≤1,8mm, rugosidade medida da parede interna Ra está na faixa de 0,3~0,4μm, desvio de espessura do estêncil ≤±0,002mm e relatórios de conteúdo de oxigênio EDS para superfícies cortadas a laser estão completos e abaixo de 0,8%.