Durante a depuração da linha de produção de dispositivos embalados QFN32, descobrimos que quando o estêncil SMT usa uma abertura de 1:1 para a almofada térmica inferior, a taxa de vazios após o reFluxo geralmente atinge mais de 42%. No entanto, quando a taxa de abertura é reduzida para 0,78 e combinada com um design de espessura escalonada, a taxa de vazios cai imediatamente para 19%, enquanto a taxa de falhas AOI diminui em 63%. Isto indica que a taxa de abertura do estêncil SMT não é necessariamente melhor quando mais próxima do tamanho da almofada, mas deve corresponder ao equilíbrio dinâmico entre as propriedades reológicas da pasta de solda e a força motriz de umedecimento intermetálica durante o refluxo.

A lógica de abertura das almofadas térmicas QFN não pode aplicar diretamente os padrões BGA

Almofadas de grandes áreas na parte inferior das embalagens QFN tendem a gerar um grande número de vazios durante o refluxo devido à volatilização do fluxo dificultada e aos caminhos de escape de gás restritos. Se o estêncil SMT for fabricado com uma taxa de abertura convencional de 0,95, o excesso de volume de pasta de solda combinado com umedecimento retardado na área central da almofada forma facilmente faixas anulares vazias. JiaJinYuan reproduziu esse fenômeno em 6 PCBs de diferentes espessuras, com concentração de vazios consistentemente localizada na zona anular de 0,35 mm a 0,48 mm da borda da almofada. Portanto, a abertura deve ser reduzida para a faixa de 0,72 a 0,85, e chanfros R0,15 devem ser adicionados aos quatro cantos da abertura para aliviar o rompimento por cisalhamento da pasta de solda.

Matrizes de esferas de solda de dispositivos BGA requerem tratamento diferenciado de áreas centrais e periféricas

A taxa de abertura do estêncil SMT para dispositivos BGA deve distinguir entre as áreas central e periférica. Se uma taxa de abertura uniforme de 0,8 for usada para esferas de solda com passo abaixo de 0,4 mm na área central, a taxa de ponte da pasta de solda entre as almofadas adjacentes após a impressão atinge 11,7%. No entanto, após aumentar a taxa de abertura da área central para 0,73 e relaxar a área periférica para 0,82, a taxa de ponte cai abaixo de 0,8% e a inspeção por raios X mostra uma melhoria de 23% na consistência da altura das esferas de solda centrais. Isto decorre do efeito combinado das diferenças na adesão da pasta de solda nas bordas da abertura do estêncil e na atenuação da transmissão da pressão do rodo.

A tensão do estêncil e os métodos de suporte podem reverter a eficácia das taxas de abertura

Quando a tensão do mesmo conjunto de estênceis SMT é inferior a 35N/cm², o volume real de liberação da pasta de solda com uma taxa de abertura de 0,78 é 6,2% maior que o valor teórico, porque a flacidez do estêncil causa distorção da seção transversal da abertura. Depois de adotar a estrutura de suporte de ponto duplo da JiaJinYuan, esse desvio converge para ±0,9%. Portanto, antes de determinar a relação de abertura, o valor da tensão medida e as posições dos pontos de apoio após a instalação do estêncil devem ser confirmados; caso contrário, todos os cálculos da janela do processo serão imprecisos.

O conteúdo de oxigênio da atmosfera de refluxo altera as condições limite para taxas de abertura ideais

Quando a concentração de O₂ em um ambiente de nitrogênio está abaixo de 100 PPM, a força de tração média das juntas de solda QFN com uma taxa de abertura de 0,75 atinge 3,82 kgf. No entanto, após mudar para o refluxo de ar convencional, a força de tração na mesma relação de abertura cai para 2,91kgf. Neste ponto, a relação de abertura precisa ser aumentada para 0,81 para restaurar as propriedades mecânicas. Isto indica que os parâmetros do estêncil SMT devem ser calibrados em conjunto com a atmosfera real do forno de refluxo e não podem ser otimizados independentemente do ambiente real da linha de produção.