Основной причиной образования перемычек при пайке QFN является не неправильная конструкция контактной площадки, а неконтролируемое реологическое поведение паяльной пасты от момента печати до момента оплавления. После сжатия малого шага выводов с 0,5 мм до 0,3 мм даже небольшого смятия или заусенцев на краях паяльной пасты достаточно, чтобы образовался металлический мостик на ранней стадии нагрева. Особенно когда влажность окружающей среды превышает 60% относительной влажности и паяльная паста была открыта более 4 часов без защиты от азота, поглощение влаги и размягчение канифольной системы напрямую усилят эту тенденцию к разрушению.
Мы подтвердили, что степень снижения вязкости паяльной пасты JJY JF-608 после 72 часов хранения при температуре 25 ℃ составляет всего 3,2%, что намного ниже среднего уровня 8,7% для аналогичных продуктов. Это происходит благодаря синергетическому эффекту смолы, модифицированной разветвленной канифолью, и порошка 5# со сферичностью ≥92%, который может поддерживать линейный диапазон реакции утонения при сдвиге во время процесса очистки и печати, обеспечивая плавное извлечение из формы и одновременно подавляя боковое растекание перед оплаванием. Напротив, In контур кромки обычной паяльной пасты стал размытым в течение 30 минут после печати в тех же условиях, при этом под микроскопом видны заметные выступы заусенцев.
Отверстие трафарета должно быть строго спроектировано с отрицательным допуском 0,02 мм, соответствующим ширине штифта. Например, штырь диаметром 0,3 мм соответствует квадратному отверстию размером 0,28 мм, и вместо лазерной резки необходимо использовать процесс гальванопластики. Это связано с тем, что микрорасплавленный шлак, образующийся на стенке отверстия последним, вызывает локальные разрывы паяльной пасты под давлением ракеля, и такие разрывы могут легко перерасти в сплошные мостики припоя при мелком шаге. Однажды мы использовали одну и ту же паяльную пасту JJY для сравнения и тестирования двух типов трафаретов, и процент дефектов перемычки различался в 3,8 раза. Проблема заключается в разрушении паяльной пасты и повторном прилипании, вызванном шероховатостью стенки лазерного отверстия Ra > 0,8 мкм.
Установка угла ракеля на 35° является точкой равновесия, полученной на основе 27 измерений на производственной линии. При угле менее 33° недостаточная заливка паяльной пасты приводит к увеличению количества холодных паяных соединений; когда он превышает 37°, вертикальная составляющая силы, действующая ракелем на трафарет, слишком велика, вызывая микрораспыление паяльной пасты в тот момент, когда она покидает трафарет. Это распыление проявляется в виде неравномерных групп валиков припоя с шагом менее 0,3 мм, и эти шарики припоя выталкиваются потоком горячего воздуха во время последующего оплавления, чтобы точно застрять в зазоре между соседними контактными площадками, образуя перемычки. Следовательно, чтобы угол 35° был по-настоящему эффективным, давление швабры необходимо синхронно контролировать в диапазоне 5,8±0,3 кг.
Наклон нагрева второй температурной зоны печи оплавления должен быть ограничен в пределах 1,2 ℃/с, в противном случае нижние концы припоя QFN при температуре около 150 ℃ испытают эффект микровзрыва из-за сильного испарения флюса. Это взрывное возмущение, наложенное на состояние, когда паяльная паста еще не полностью смочена, полностью разрушит и без того хрупкую границу паяльной пасты. Однажды на объекте клиента мы обнаружили, что перемычка сосредоточена на 3-5-м столбцах контактов. После разборки было подтверждено, что деформация опорных ребер трафарета в этой области привела к локальному увеличению объема припоя, а чрезмерный наклон оплавления еще больше усилил это отклонение. В конечном итоге все отклонения были устранены после регулировки наклона и замены трафарета.
