La humectación insuficiente de las almohadillas inferiores durante la soldadura QFN es una anomalía frecuente en las líneas de producción. Descubrimos que después de imprimir el mismo modelo de PCB con plantillas de diferentes lotes, la inspección AOI mostró que la fluctuación de la cobertura de la soldadura en pasta de las almohadillas inferiores alcanzó el 23%, y el escaneo de rayos X confirmó además que los huecos se concentraban en el área de la almohadilla central, lo que indica que la causa principal del problema no es el perfil de reflujo o la selección de la soldadura en pasta, sino la falta de coincidencia entre la precisión geométrica de la apertura de la plantilla y el comportamiento de liberación de la soldadura en pasta.

La plantilla cortada con láser de 0,3 mm de espesor proporcionada por JiaJinYuan adopta aberturas trapezoidales en lugar de las tradicionales rectangulares, con el lado largo escalado a 0,92 veces el tamaño de la almohadilla y el lado corto escalado a 0,94 veces. Este escalado asimétrico hace que sea más probable que la soldadura en pasta se extienda a lo largo del eje largo de la almohadilla QFN bajo la fuerza de corte de la espátula, Al mismo tiempo que evita una extrusión excesiva en el lado corto que hace que la soldadura en pasta se desplace hacia el lado del cuerpo del dispositivo. En un entorno de temperatura ambiente de 25 ℃ y humedad relativa del 45 %, la tasa de transferencia medida de esta estructura es estable en 89,6 %, que es 7,3 puntos porcentuales más alta que la de la apertura original de 1:1.

Los parámetros de la escobilla de goma deben ajustarse en relación con la apertura de la plantilla. Si se mantiene la presión original de 0,55 MPa con la nueva plantilla, una presión excesiva provocará que la soldadura en pasta se sobreextruya hacia el espacio en la parte inferior del cuerpo de encapsulación QFN, formando una falsa apariencia de humectación. Por lo tanto, redujimos simultáneamente la presión de la espátula a 0,45 MPa y aumentamos la velocidad de impresión de 35 mm/s a 45 mm/s, de modo que la tensión de corte y la viscosidad de la pasta de soldadura alcancen un equilibrio dinámico. Bajo el microscopio, el borde de la pasta de soldadura es transparente sin rebabas y la superficie tiene un estado mate uniforme.

El caudal de nitrógeno en la etapa de reflujo debe controlarse a 12 l/min con un contenido de oxígeno ≤100 PPM. Un caudal excesivo perturbará la tensión superficial de la soldadura fundida, lo que en cambio debilita su capacidad de subir hacia la almohadilla inferior. Después de usar la nueva plantilla, descubrimos que si el caudal de nitrógeno supera los 15 l/min, la altura de humectación de la almohadilla central QFN disminuye en 0,08 mm, lo que está directamente relacionado con la tasa de regeneración acelerada de la película de óxido de la superficie de soldadura.

La frecuencia de limpieza de la plantilla debe coincidir con el ciclo de atenuación de la actividad de la soldadura en pasta. Después de la impresión continua de 28 piezas con soldadura en pasta JiaJinYuan SN63-Pb, el espesor del residuo en las aberturas de la plantilla alcanza los 4,7 μm. En este momento, incluso si el tamaño de la apertura permanece sin cambios, la tasa efectiva real de orificios pasantes ha disminuido en un 19%. Por lo tanto, establecemos obligatoriamente una regla para detener la máquina cada 25 piezas para limpiar la superficie inferior de la plantilla con tela no tejida + alcohol, y usar una lupa de 30x para confirmar que no hay ningún bloqueo en el área correspondiente de QFN.

La verificación final adopta una placa estándar JEDEC para inspección visual IPC-A-610E Clase 3. Entre 120 dispositivos QFN, la tasa de aprobación del área de humectación de la almohadilla inferior aumentó del 68 % antes de la optimización Al 91 %, y la proporción promedio del área vacía de rayos X disminuyó del 18,4 % Al 11,7 %. Además, todos los dispositivos no tuvieron grietas en las juntas de soldadura después de 500 ciclos de choque de temperatura de -40 ℃/125 ℃, lo que demuestra que este esquema de optimización de la apertura de la plantilla aún mantiene la estabilidad estructural en condiciones de tensión térmica.