No se apresure a ajustar la temperatura del horno de reflujo todavía. Más del 90% de los problemas con las bolas de soldadura QFN están fuertemente correlacionados con el diseño de apertura de la plantilla, especialmente en el área central de la almohadilla térmica. El tamaño estándar de la almohadilla térmica QFN suele ser de 3,5 × 3,5 mm, pero muchas fábricas todavía utilizan aberturas de apertura del 100%, lo cual es un gran error. Se debe cambiar a aberturas grabadas de 75 ± 3 % con chaflanes de esquinas redondeadas de 0,15 mm en las cuatro esquinas; de lo contrario, la soldadura en pasta se exprime hacia los bordes durante la etapa inicial de reflujo y se solidifica en bolas de soldadura esféricas de 0,2 a 0,4 mm.
La selección de soldadura en pasta no depende de la marca, sino del nivel de actividad ROL0 según J-STD-004B. ROL0 tiene un 30% menos de residuos de colofonia que ROL1 y se volatiliza más completamente, evitando que explosiones de flujo en el rango de 150 ℃ ~ 180 ℃ expulsen soldadura fundida fuera de la almohadilla. Probamos SN63/PB37+ROL1 y logramos una tasa de bola de soldadura del 1,2 % a una temperatura máxima de 235 ℃; cambiar a ROL0 lo redujo Al 0,07%.
Las mediciones del horno de reflujo deben utilizar termopares específicos de QFN conectados directamente Al centro de la almohadilla térmica inferior del dispositivo, no solo a la superficie. La temperatura máxima debe controlarse estrictamente a 238 ± 2 ℃ y la zona de remojo (por encima de 217 ℃) debe limitarse a 65 ～ 75 segundos. Exceder los 78 segundos acelera la oxidación de la pasta de soldadura y duplica la probabilidad de que se formen bolas de soldadura. Un cliente extendió la zona de inmersión a 92 segundos, lo que provocó que las tasas de bolas de soldadura aumentaran del 0,09 % Al 2,3 %.
Entre los parámetros de impresión, la velocidad de despegado es un culpable oculto. In áreas densas de almohadilla QFN, velocidades de pelado superiores a 25 mm/s hacen que la plantilla recoja la pasta de soldadura y forme pequeñas esferas de soldadura que se agregan en bolas después del reflujo. Se recomienda un ajuste de 18 ± 2 mm/s, mientras se confirma que la tensión de la plantilla es ≥ 35 N/cm2. Por debajo de 32 N/cm2, la flacidez de la plantilla provoca aumentos locales repentinos en el volumen de soldadura.
¿El grosor de la plantilla debe ser de 0,12 mm o 0,15 mm? Depende del tono. Para pasos inferiores a 0,4 mm, se deben utilizar 0,12 mm para evitar un alto riesgo de puentes de soldadura entre las almohadillas; para un paso de 0,5 mm y superior, se puede utilizar 0,15 mm, pero la relación de aspecto de apertura debe aumentarse de 1,15 a 1,25 para compensar el aumento de volumen causado por el mayor grosor.
Existen trucos para localizar bolas de soldadura. Si se concentra en las cuatro esquinas del QFN, primero verifique si faltan las esquinas redondeadas de la apertura de la plantilla o si son demasiado grandes; si se distribuye a lo largo del centro de los bordes largos, es 80% probable que se deba a una presión desigual de la escobilla de goma; las diferencias de presión que exceden los 5 N entre la izquierda, el centro y la derecha causan desviación; si se dispersa aleatoriamente, mida inmediatamente la viscosidad de la soldadura en pasta, que debe ser de 750 ± 50 Pa·s a 25 ℃. Demasiado bajo provoca flacidez, demasiado alto provoca una mala liberación de la piel.
No crea en las afirmaciones de que"la limpieza puede solucionarlo" La limpieza a base de agua no tiene ningún efecto sobre las bolas de soldadura ya formadas e incluso puede provocar que el fundente residual corroa las almohadillas. Si la limpieza es realmente necesaria, utilice nitrógeno para eliminar el polvo suelto antes del reflujo, con la velocidad del viento controlada a 12 m/s; velocidades superiores a 15 m/s alterarán la forma de la pasta de soldadura.
Existe un fenómeno contrario a la intuición: el reflujo de nitrógeno no necesariamente reduce las bolas de soldadura. Cuando la concentración de oxígeno cae por debajo de 100 PPM, la velocidad de humectación de la soldadura en pasta ROL0 es demasiado rápida y la soldadura fundida queda bloqueada por la tensión superficial antes de que pueda extenderse, lo que hace que sea más probable que se forme una bola. La concentración óptima de oxígeno medida es 300 ± 50 PPM, lo que produce la tasa de bola de soldadura más baja.
Después de 2000 impresiones, los bordes de las aberturas de la plantilla comienzan a desarrollar rebabas, especialmente en aberturas de gran superficie como las almohadillas térmicas. Las rebabas atrapan la pasta de soldadura y forman partículas. El escaneo SEM debe realizarse cada 1500 impresiones; cualquier rebaba de un solo lado que supere los 0,012 mm requiere un desguace inmediato. En un lote de productos, las tasas de bolas de soldadura aumentaron del 0,05 % Al 0,8 % debido Al retraso en el reemplazo de la plantilla.
Un último detalle: después de abrir el embalaje Al vacío de los dispositivos QFN entrantes, deben estar online en un plazo de 4 horas. Si la tarjeta indicadora de humedad muestra >10%RH, es necesario hornear. Hornear a 30 ℃/24 h parece suave, pero provoca una ligera reticulación del vehículo orgánico en la pasta de soldadura, lo que provoca una liberación desigual de gas durante el reflujo e induce bolas de soldadura. La condición real recomendada es 125 ℃/8 h, con enfriamiento antes de conectarse.
La inspección visual posterior Al reflujo debe utilizar una lupa de 15 aumentos con LED polarizado; Las bolas de soldadura de 0,2 mm son básicamente invisibles bajo la luz blanca normal. Concéntrese en escanear áreas donde el espacio entre la almohadilla térmica y las almohadillas GND circundantes es <0,3 mm; el 90 % de las bolas de soldadura perdidas quedan ocultas aquí.
Una vez, la línea de producción excedió los límites de bolas de soldadura durante tres días consecutivos. Finalmente se descubrió que la causa principal eran los cojinetes desgastados en el mezclador de pasta de soldadura, con fluctuaciones de velocidad de ±18 rpm que causaban que la dispersión de la viscosidad entre lotes excediera los límites. Después de reemplazar los rodamientos, los datos volvieron a la normalidad. Este tipo de cuestiones no pueden incluirse claramente en los POE; sólo puede ser monitoreado por personas.
La pasta de soldadura debe refrigerarse después de abrirse, pero debe dejarse calentar durante 4 horas antes de conectarse y agitarse manualmente con una espátula durante no menos de 90 segundos. Los mezcladores automáticos que funcionan a velocidades superiores a 60 rpm introducen burbujas, que se convierten en caldo de cultivo para las bolas de soldadura cuando estallan.
No se concentre sólo en los parámetros del equipo: primero sienta la temperatura del disipador de calor detrás del horno de reflujo. Si el disipador de calor en la tercera zona está demasiado caliente para tocarlo, indica una falla en la circulación de aire caliente y el sobrecalentamiento local inevitablemente generará bolas de soldadura. Un termómetro infrarrojo debe indicar ≤55 ℃.
La frecuencia de limpieza de las plantillas debe aplicarse cada 500 tablas. Después de limpiar con IPA, se requiere una segunda limpieza con un paño sin pelusa humedecido en acetona; El IPA residual reacciona con la soldadura en pasta para formar partículas blancas que se mezclan en bolas de soldadura después del reflujo y son difíciles de distinguir.
In En caso de un aumento repentino en las bolas de soldadura, la primera acción es tomar tres PCB recién impresos, colocarlos inmediatamente en un congelador a -10 ℃ durante 15 minutos, luego retirarlos y presionar suavemente la cinta sobre el área de la almohadilla térmica. Las partículas de color gris plateado adheridas por la cinta son aglomerados de pasta de soldadura sin reflujo, lo que indica que el problema radica en la etapa de impresión y no en la etapa de reflujo.
