A seleção atual da espessura do estêncil SMT desviou-se claramente do modo padrão unificado. A proporção de uso de estênceis de 0,12 mm em linhas de produção de ligas SnAgCu sem chumbo saltou de 29% no ano passado para 38%. Por trás disso está o aumento da pressão de umedecimento da almofada provocada pelo aumento contínuo da temperatura de pico de reFluxo de 217°C para 235°C, bem como os requisitos mais elevados para a taxa de transferência de impressão após a proporção de pó esférico ultrafino de 5 μm na pasta de solda exceder 65%. Descobrimos que quando o teor de prata na liga de pasta de solda excede 3,5%, 17 lotes consecutivos de defeitos de ponte ocorreram em estênceis de 0,15 mm para dispositivos com passo QFN0,4 mm, enquanto após a mudança para estênceis de 0,12 mm, esse problema convergiu diretamente para menos de 0,3%.
Pastas de solda de baixa temperatura, como SnBi58 e SnIn52, estão penetrando rapidamente nas linhas de produção de módulos eletrônicos automotivos, mas sua taxa real de queda de impressão em estênceis de 0,15 mm é 12% maior do que a das ligas eutéticas SnPb tradicionais. A causa raiz é que os elementos Bi/In fazem com que a tensão superficial do estado fundido diminua em 23%, enquanto a proporção da área de abertura do estêncil não foi ajustada de forma síncrona, fazendo com que o corpo da pasta de solda seja incapaz de manter a estabilidade estrutural no momento da desmoldagem. Nossa medição real na linha de produção de ECU de uma montadora alemã mostra que após reduzir a espessura do estêncil de 0,15 mm para 0,10 mm, o volume da pasta de solda diminuiu 28% sob o mesmo tamanho de abertura, o que reduziu o coeficiente de variação da altura da junta de solda após refluxo de 14,7% para 8,2%.
A quantidade de adição do elemento Cu na liga da pasta de solda está se tornando uma nova variável na tomada de decisões sobre espessura do estêncil. Quando o teor de Cu é aumentado de 0,7% para 1,0%, embora o crescimento excessivo de IMC possa ser suprimido, aumenta significativamente a viscosidade da pasta de solda. Sob um estêncil de 0,12 mm, a velocidade de impressão deve ser reduzida de 40 mm/s para 28 mm/s para garantir a taxa de preenchimento; caso contrário, tiras contínuas de pasta de solda permanecerão na borda posterior do rodo. Este fenômeno é particularmente proeminente em conjuntos de resistores de pacote 0402. Verificamos esse limite em três fundições, e essa mudança de viscosidade tem uma forte relação de acoplamento com o ponto de amolecimento da matriz de resina de fluxo.
A indústria está eliminando rapidamente a lógica de seleção de estêncil do tipo “tamanho único”. Os estênceis de 0,10 mm tornaram-se padrão nas linhas de produção de módulos IGBT com almofadas revestidas de Ni, porque o ângulo de molhamento da camada Ni para a liga SnAgCu é 11° maior do que o das almofadas de cobre nu. É necessário reduzir a espessura do estêncil para compensar o fornecimento de solda, caso contrário a taxa de vazios que exceder o padrão ficará exposta na primeira inspeção radiográfica. Se a mesma linha de produção mudar para a liga SnSb, devido à melhor molhabilidade do elemento Sb para a camada Ni, a espessura do estêncil pode ser ajustada de volta para 0,12 mm para equilibrar o ciclo de produção e o rendimento.
O setor de compras começou a listar a tabela de composição da liga da pasta de solda como pré-condição para pedidos de estêncil. O mais recente sistema de pedido de estêncil de um fabricante de equipamentos japonês exige a entrada do fabricante da pasta de solda, modelo e número de certificação ASTM E2922-21; caso contrário, as instruções de processamento não poderão ser geradas. Isso força os engenheiros de processo a concluir a verificação de correspondência entre a liga da pasta de solda e a espessura do estêncil antes do congelamento da lista técnica. Recomendamos usar o mesmo lote de pasta de solda no estágio NPI para realizar a verificação DOE de três gradientes de espessura (0,10 mm, 0,12 mm, 0,15 mm), com foco no monitoramento do desvio padrão do desvio de volume e da taxa de nitidez da borda nos dados SPI. Esses dois parâmetros podem refletir melhor o desempenho real do refluxo do que simplesmente observar o valor médio.
