A taxa de vazios das juntas soldadas do dispositivo QFN não é mais um parâmetro de laboratório, mas um limite rígido para o rendimento da linha de produção. Os clientes consumidores geralmente aceitam uma taxa de vazios de ≤15%, mas os projetos de certificação AEC-Q200 exigem explicitamente que a proporção de áreas vazias de uma única junta de solda seja ≤5%, e qualquer junta de solda que exceda o padrão entre as quatro almofadas do mesmo dispositivo é considerada como rejeição de lote. Esta transição padrão força os fabricantes de pasta de solda a reconstruir o sistema de Fluxo de uma “atualização opcional” para uma “iteração obrigatória”. Quando trocamos três tipos de pasta de solda em uma fábrica de fones de ouvido TWS no ano passado, descobrimos que a simples redução do ponto de amolecimento da colofônia em 12°C reduziu a taxa média de vazios do QFN em 3,8 pontos percentuais, mas o pré-requisito era que a temperatura de pico de refluxo aumentasse simultaneamente em 15°C e o tempo acima do liquidus fosse estendido para 68 segundos.

A proteção de nitrogênio está penetrando desde linhas de produção de eletrônicos automotivos de ponta até linhas de produção de módulos de potência de médio porte, não por causa da redução de custos, mas porque os geradores de nitrogênio domésticos alcançaram uma precisão de controle de ponto de orvalho de -60°C, tornando o custo operacional anual de uma única linha SMT 470.000 yuans menor do que o do esquema de nitrogênio líquido. No entanto, quando a flutuação da pureza do nitrogênio excede 99,95%, os vazios são agravados. Isto ocorre porque o oxigênio residual compete com o filme de óxido na superfície do pó de solda, levando à falha de umedecimento local. Quando estávamos depurando em uma fábrica de fontes de alimentação em Dongguan, descobrimos que depois que a taxa de fluxo de nitrogênio aumentou repentinamente de 25L/min para 32L/min, a taxa de vazios QFN aumentou 1,2% em vez de diminuir. A causa raiz é que a perturbação do fluxo de ar destruiu a estrutura capilar antes do colapso da pasta de solda, de modo que o equipamento recém-lançado agora precisa ser equipado com um tanque tampão de fluxo dinâmico.

A redução de vazios na pasta de solda não depende mais da melhoria de um único componente, mas é alcançada através da proporção sinérgica de derivados de colofónia, ativadores de ácidos orgânicos e solventes de alto ponto de ebulição. Uma certa pasta de solda japonesa aumentou a quantidade de éter de polioxietileno de nonilfenol em 0,7% em peso, reduzindo a taxa de escape de solvente na zona de retenção de 150°C em 23%, permitindo que a pasta de solda mantivesse viscosidade suficiente para suportar o crescimento de compostos intermetálicos na borda da almofada QFN. No entanto, esta fórmula experimentará um aumento nas bolas de solda dentro de 30 minutos após a impressão em um ambiente com umidade >65% UR, portanto, deve ser combinada com um sistema de controle de circuito fechado de umidade ambiental da oficina; caso contrário, o efeito de melhoria da taxa de vazios será completamente compensado pelo risco de curto-circuito na esfera de solda.

O impacto do formato da abertura do estêncil na taxa de vazios do QFN está sendo reavaliado. As aberturas circulares tradicionais levam a um volume de solda insuficiente na almofada central de QFNs com passo de 0,3 mm, enquanto a abertura aprimorada em"formato de pista + microprotrusão central" aumenta o volume da pasta de solda em 18%. No entanto, se o índice tixotrópico da pasta de solda for <4,2, ocorrerá um rastro após o rodo. Verificamos com duas máquinas de impressão de marcas diferentes e descobrimos que a taxa de vazios da pasta de solda com índice tixotrópico de 4,5 ficou estável em 7,3% nas máquinas de impressão nacionais, mas subiu para 9,1% nos equipamentos importados. A razão é que a flutuação da pressão do rodo deste último em ±0,03 mm desencadeou uma mudança no ponto crítico da tensão de escoamento da pasta de solda.

A configuração da zona de imersão do perfil de temperatura do forno de refluxo está mudando de um “platô de temperatura” para um gerenciamento de “janela de tempo”. Um certo cliente alemão cancelou a zona de temperatura constante de 165°C e, em vez disso, usou uma rampa de aquecimento de 155°C a 168°C, permitindo que o gás de decomposição do fluxo fosse descarregado direcionalmente antes que a solda derretesse. Este ajuste reduziu a taxa de vazios da almofada térmica QFN de 12,4% para 4,9%, mas simultaneamente aumentou a taxa de exclusão de componentes 0201 em 0,15%. Portanto, o valor do vácuo do bico montador deve ser ajustado de -65kPa a -58kPa para compensar a diferença no estresse térmico. Essa otimização da ligação entre processos tornou-se uma prática padrão para as principais fábricas de EMS.

Uma flutuação de viscosidade >800cP entre lotes de pasta de solda acionou um mecanismo automático de parada de linha. Isto não se deve à maior precisão do equipamento, mas porque depois que a tolerância dimensional da almofada QFN é comprimida para ±0,015 mm, pequenas mudanças na viscosidade alteram diretamente a distribuição da tensão de cisalhamento durante a desmoldagem da impressão. Rastreamos dados de 12 fornecedores e descobrimos que para pasta de solda com tempo de recuperação tixotrópica >30 segundos, o desvio padrão da taxa de vazios QFN expandiu para 2,3% após a impressão contínua de 200 peças, enquanto o desvio padrão para lotes com tempo de recuperação <18 segundos permaneceu ≤0,7%. Portanto, a inspeção IQC agora inclui o tempo de recuperação tixotrópica como um item obrigatório de inspeção do primeiro artigo, em vez de apenas medir a viscosidade inicial.