Durante la producción en masa de un determinado producto de paquete QFN con paso de 0,4 mm, descubrimos que la inspección SPI detectaba continuamente un volumen bajo de soldadura en pasta y rebabas de contorno severas. Después de la resolución de problemas, se confirmó que los problemas no fueron causados ​​por lotes anormales de soldadura en pasta, fluctuaciones de presión de la escobilla de goma Ni oxidación de la almohadilla de PCB, sino más bien por el hecho de que la apertura de la plantilla se cambió de la apertura rectangular original a una versión optimizada con chaflanes de un solo lado de 0,05 mm. Esto provocó que la adhesión entre la pasta de soldadura y la pared de la abertura cayera demasiado rápido durante el momento de liberación, lo que provocó que la pasta de soldadura local se separara y se formaran pequeñas salpicaduras. Este fenómeno es particularmente prominente cuando se utiliza una plantilla de 25 μm de espesor combinada con soldadura en pasta Tipo 4.

El hecho de que la pasta de soldadura pueda transferirse completamente durante el proceso de impresión de la plantilla depende no sólo de la relación del área de apertura (es decir, la relación entre el área de apertura y el área de superficie de la pared de la apertura), sino que también se ve afectado más significativamente por las características geométricas de las paredes laterales de la apertura. Por ejemplo, cuando las aberturas se fabrican mediante grabado láser sin tratamiento de electropulido, el valor Ra de la pared lateral a menudo supera los 0,8 μm. En este punto, la resistencia Al corte experimentada por la soldadura en pasta durante la etapa de separación aumenta significativamente, especialmente en la impresión con dispositivos de paso fino, lo que fácilmente provoca una fractura en la parte superior de la soldadura en pasta en lugar de un desprendimiento general. En última instancia, esto da como resultado una forma asimétrica en la almohadilla, con una depresión en el medio y protuberancias en ambos lados.

Una vez comparamos y verificamos plantillas con tres métodos de apertura diferentes utilizando el mismo sustrato BGA, a saber, aberturas verticales tradicionales, aberturas escalonadas con un paso de 0,1 mm en la parte inferior y aberturas cónicas con una pared trapezoidal de apertura total. Los resultados mostraron que el diseño cónico trapezoidal tenía el coeficiente de variación del volumen (CV) de soldadura en pasta más bajo de solo 6,2% en dispositivos CSP con paso de 0,3 mm, mientras que la apertura vertical tenía un valor CV de hasta 11,7%. Esto indica que el comportamiento de separación interfacial entre la pared lateral de la abertura y la soldadura en pasta no está determinado únicamente por la relación de área, sino que también está estrechamente relacionado con los efectos acoplados del límite elástico de la soldadura en pasta, el módulo elástico del material de la plantilla y la velocidad de impresión.

Antes de reemplazar la plantilla en el sitio, se deben medir las dimensiones reales de las aberturas, porque la zona afectada por el calor después del corte con láser provocará protuberancias de fusión y resolidificación a escala micrométrica en algunas áreas. Este defecto estructural, que es invisible a simple vista, quedará expuesto de forma concentrada como pasta de soldadura tras la impresión continua de 200 piezas. Especialmente cuando el contenido de metal de la pasta de soldadura es del 89,5% y la viscosidad es de 650 Pa·s, la probabilidad de que se produzcan tales defectos aumenta casi tres veces. Por lo tanto, cada nueva plantilla debe ser muestreada e inspeccionada para determinar la morfología de la sección transversal de Al menos 10 aperturas típicas utilizando un microscopio metalográfico de 500x antes de conectarse.

Para dispositivos de almohadilla grandes con un paso de 0,5 mm o superior, aumentar adecuadamente el tratamiento de microtextura de la pared interior de la apertura puede ayudar a mejorar la estabilidad de la liberación de soldadura en pasta. Sin embargo, esta medida no es aplicable en absoluto a pines densamente dispuestos con un paso inferior a 0,3 mm, porque en estas últimas condiciones de trabajo, cualquier irregularidad de la superficie amplificará la tendencia Al desgarro del borde de la pasta de soldadura. Esto requiere que los ingenieros de procesos definan dinámicamente los criterios de aceptación de apertura según el tipo de paquete específico, el modelo de soldadura en pasta y la combinación de parámetros del equipo, en lugar de aplicar una plantilla unificada.