La excesiva tasa de vacíos de la pasta de soldadura de la almohadilla térmica inferior QFN no es un problema causado por un solo factor, sino el resultado de la acción combinada de las propiedades reológicas de la pasta de soldadura, el diseño de apertura de la plantilla, la coincidencia de parámetros de impresión, el control de la atmósfera de soldadura por reflujo y la respuesta de la curva de temperatura. Después de rastrear 24 conjuntos de datos de AOI+rayos X durante tres meses consecutivos en una línea de producción de módulos automotrices en Dongguan, encontramos que el 73% de los lotes con una tasa de vacíos >25% tenían espesores de impresión de pasta de soldadura desiguales, y la fluctuación de la tasa de vacíos de la misma plantilla en diferentes máquinas de impresión alcanzó de 12 a 18 puntos porcentuales.

La soldadura en pasta con bajo contenido de huecos puede reducir la generación de huecos desde el lado del material, pero si se sigue utilizando la plantilla tradicional de 0,12 mm de espesor y el ángulo de la escobilla de goma de 45°, su índice tixotrópico y su comportamiento de adelgazamiento por cizallamiento agravarán el colapso de la soldadura en pasta en el área central, bloqueando los canales de escape de gas durante el reflujo. Una vez cambiamos la misma soldadura en pasta con pocos vacíos a una plantilla de 0,10 mm y cambiamos la apertura a una relación de área escalonada del 90%, después de lo cual la tasa de vacíos cayó del 31% Al 16%, mientras que solo cambiar la soldadura en pasta sin modificar la plantilla redujo la tasa de vacíos en solo 3,2 puntos porcentuales.

La presión y la velocidad del rasero en el proceso de impresión deben ajustarse sincrónicamente. Una presión excesiva combinada con una alta velocidad de impresión hará que la pasta de soldadura se presione con fuerza en el borde de la almohadilla para formar un filete, que se derrite durante el reflujo y envuelve el gas interno para formar una cavidad cerrada, mientras que una presión demasiado baja provocará un desmolde deficiente y un volumen de soldadura insuficiente. Nuestra medición real en una fábrica de suministros de energía en Zhuhai mostró que cuando la presión de la escobilla de goma aumentó de 5,2 kg a 6,8 kg y la velocidad disminuyó de 40 mm/s a 25 mm/s, la consistencia del volumen de la pasta de soldadura en el área central de la almohadilla térmica QFN aumentó en un 22 %, y la distribución de vacíos de rayos X correspondiente cambió de concentrada a dispersa.

El contenido de oxígeno en el ambiente de nitrógeno de soldadura por reflujo debe controlarse de manera estable por debajo de 100 PPM. Una vez que supera las 150 PPM, la oxidación de los derivados de la colofonia en el fundente se intensifica, generando residuos de alta viscosidad que dificultan la flotación de las burbujas. Al mismo tiempo, si la velocidad de calentamiento en la zona de precalentamiento es superior a 2,5 ℃/s, la diferencia en la expansión térmica entre el cuerpo QFN y la PCB acelerará la formación de piel en la superficie de la pasta de soldadura, bloqueando los componentes volátiles internos debajo de la soldadura. Verificamos en una línea de módulo de comunicación en Suzhou que después de ajustar la velocidad de calentamiento de la sección de precalentamiento de 3,1 ℃/s a 2,3 ℃/s y calibrar el contenido de oxígeno de entrada de nitrógeno de 180 PPM a 85 PPM, la desviación estándar de la tasa de vacíos para el mismo lote se redujo de ±9,6 % a ±3,4 %.

La frecuencia y el método de limpieza de la plantilla afectan directamente la consistencia de la deposición de soldadura. Si la plantilla se pone en producción sin secarla completamente después de la limpieza ultrasónica, la humedad residual se vaporizará violentamente en la etapa inicial del reflujo, creando directamente grupos de microhuecos en la parte inferior de la almohadilla térmica. Comparamos el proceso combinado de limpieza con IPA y secado Al vacío, y descubrimos que este último mantuvo el valor CV de la altura de la pasta de soldadura de 20 placas impresas consecutivas dentro del 4,7%, mientras que en el primero el valor CV saltó Al 8,9% después de la 12.ª placa, con la tasa de vacío correspondiente aumentando en 6,3 puntos porcentuales sincrónicamente.