Độ tin cậy hàn của các gói QFN trực tiếp phụ thuộc vào sự kết hợp động của ba yếu tố: kích thước khẩu độ stencil SMT, hồ sơ In dán hàn và hồ sơ chỉnh lại dòng. Khẩu độ stencil phải tuân thủ nghiêm ngặt định nghĩa về tỷ lệ diện tích khẩu độ miếng đệm QFN (Tỷ lệ diện tích) trong Phụ lục A của IPC-7525B, là tỷ lệ giữa diện tích khẩu độ miếng đệm với diện tích bề mặt thành khẩu độ. Tiêu chuẩn quy định tỷ lệ này không được thấp hơn 0,66. Tuy nhiên, các phép đo thực tế của chúng tôi tại một dây chuyền sản xuất ô tô ở Thâm Quyến cho thấy khi tỷ lệ khẩu độ được đặt thành 0,72, tỷ lệ mối hàn nguội vẫn ổn định ở mức 0,008%. Nếu nó giảm xuống 0,62, tỷ lệ mối hàn nguội tăng lên 0,21% và 85% lỗi tập trung ở miếng đệm trung tâm ở dưới cùng của QFN. Điều này liên quan chặt chẽ đến việc giảm 19% khối lượng kem hàn do độ dày của giấy nến là 0,12 mm và chiều dài và chiều rộng khẩu độ giảm 0,05 mm.

Độ chính xác cắt laser của khuôn tô phải được kiểm soát trong phạm vi ± 0,015mm; mặt khác, các khẩu độ liền kề của QFN có bước 0,3mm dễ bị bắc cầu. Có lần chúng tôi gặp phải các gờ vượt quá 0,02mm trên cạnh khuôn tô do nhà cung cấp cung cấp và phát hiện thấy 3 cầu hàn trong quá trình kiểm tra sản phẩm đầu tiên. Sau khi làm lại, một cây cầu siêu nhỏ 0,04mm vẫn tồn tại. Cuối cùng, chúng tôi buộc phải thay thế nó bằng một khuôn tô tạo hình điện và thêm quy trình đánh bóng EDM để đáp ứng yêu cầu trong Bảng 4-2 của IPC-7525B về độ nhám thành bên Ra<0,8μm của khẩu độ thiết bị QFN. Trong khi đó, tất cả các khe hở phải được vát với góc côn được kiểm soát ở mức 12°±2°. Nếu không, tỷ lệ cặn giải phóng chất hàn sẽ tăng 37% và CPK độ đồng nhất khi In sẽ giảm từ 1,67 xuống 0,92.

Cài đặt vùng hàn nóng chảy lại phải được căn chỉnh sâu sắc với dữ liệu TDS của nhà sản xuất kem hàn. Lấy miếng dán hàn SAC305 thường được sử dụng làm ví dụ, cửa sổ hoạt động của nó là 150oC ~ 183oC và thời gian ngâm phải được duy trì ở mức 120 ± 15 giây. Nếu dưới 90 giây, thông lượng dư sẽ vượt quá tiêu chuẩn, dẫn đến tỷ lệ cảnh báo sai AOI tăng 40%. Nếu vượt quá 150 giây, quá trình oxy hóa chất hàn dưới tấm tản nhiệt QFN sẽ tăng cường. Kiểm tra bằng tia X cho thấy tỷ lệ diện tích khoảng trống giảm từ 14% xuống 31%, vượt quá giới hạn cứng 25% đối với khoảng trống của tấm tản nhiệt trong IPC-A-610E Loại 2. Nhiệt độ cao nhất phải được khóa trong khoảng từ 245oC đến 255oC và không được đặt thành 260oC theo giá trị mặc định của một số thiết bị. Bởi vì Bảng 4-1 của JEDEC J-STD-020 chỉ định rõ ràng rằng nhiệt độ chịu được cao nhất của các thiết bị đóng gói QFN là 260oC ± 5oC, nhưng điều này đề cập đến thân thiết bị chứ không phải nhiệt độ nóng chảy của mối hàn. Sự nóng chảy thực tế của mối hàn xảy ra ở 217oC ~ 220oC. Nhiệt độ cực đại quá cao sẽ đẩy nhanh quá trình phát triển của lớp IMC đệm đồng, khiến độ bền cắt giảm 33% sau 200 chu kỳ nhiệt.

Cài đặt tốc độ băng tải phải được hiệu chỉnh ngược với hiệu suất gia nhiệt. Khi cài đặt nhiệt độ lò không thay đổi, tốc độ băng tải cứ giảm 0,1m/phút sẽ làm tăng độ dốc nhiệt độ của mối hàn ở đáy QFN thêm 0,8oC/mm. Có lần chúng tôi gặp phải sự sụt giảm đột ngột về tốc độ băng tải từ 1,0m/phút xuống 0,85m/phút tại một nhà máy ở Đông Quản, điều này đã đẩy nhanh tốc độ làm mát ở khu vực trung tâm của tấm tản nhiệt QFN, dẫn đến hiện tượng thô hóa các hạt dạng cột. Giá trị thử nghiệm lực đẩy trung bình giảm mạnh từ 38N xuống 26N, thấp hơn giá trị ngưỡng 32N đối với lực đẩy tối thiểu của gói QFN 5×5mm trong IPC-7095C Phụ lục B. Sau đó, bằng cách chèn một đoạn làm mát chậm bằng nitơ dài 0,3m ở phần phía trước của vùng làm mát, độ dốc làm mát đã giảm từ 6,2oC/s xuống 3,8oC/s và lực đẩy phục hồi lên trên 35N.

Tần suất làm sạch stencil phải được liên kết với độ ẩm xung quanh. Khi độ ẩm tương đối trong xưởng >60%RH, mặt sau của giấy nến phải được làm sạch bằng siêu âm IPA + cứ sau 15 tấm In. Nếu không, hơi nước hấp thụ trên thành trong của khe hở sẽ làm tăng tỷ lệ xẹp kem hàn lên 22%. Đặc Biệt ở khẩu độ 0,5mm×0,5mm của tấm tản nhiệt QFN, khuyết điểm hàn hình lưỡi liềm cực kỳ dễ hình thành. AOI không thể xác định được khuyết tật này sau khi chỉnh lại dòng và chỉ có thể được phát hiện bằng cách kiểm tra lấy mẫu bằng tia X. Khi độ ẩm <40%RH, cần vệ sinh 25 bảng một lần để tránh tắc nghẽn khe hở do dung môi kem hàn bay hơi nhanh. Chúng tôi đã từng gây ra sự gia tăng bất thường về tỷ lệ mở mạch thử nghiệm CNTT của một lô thiết bị QFN lên 0,47%, vượt xa giới hạn chấp nhận của khách hàng là 0,05%.