Selama shift malam Rabu lalu, tiga batch berturut-turut papan kontrol T-BOX di dalam kendaraan diproduksi secara massal untuk pelanggan yang mengembangkan sambungan solder dingin BGA. Tingkat deteksi AOI yang terlewat mencapai 12%, dan pengujian ulang sinar-X menemukan bahwa 64% bola solder BGA memiliki rongga yang melebihi spesifikasi. Penampang melintang di lokasi kami memastikan bahwa rongga terkonsentrasi di bagian atas sambungan solder, sedangkan suhu puncak oven reflow yang diukur adalah 238°C, dan profil menunjukkan bahwa waktu zona perendaman hanya 65 detik. Berdasarkan MSDS pasta solder, kami menemukan bahwa batch ini menggunakan pasta solder suhu tinggi (Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5, titik leleh 217–220°C), tetapi batas suhu atas paket BGA hanya 225°C. Ini berarti bahwa selama segmen suhu puncak, bagian dari senyawa cetakan telah melunak dan berubah bentuk, dan solder terjepit selama pembasahan, membentuk rongga atas. Fenomena ini khususnya umum terjadi ketika pasta solder suhu tinggi digunakan dengan paket BGA tipis. Penyebab utama bukanlah suhu oven yang tidak akurat, namun ketidakcocokan yang parah antara jenis pasta solder dan toleransi termal perangkat.
Pada saat itu, lini produksi segera menurunkan puncak reflow menjadi 232°C dan memperpanjang zona perendaman menjadi 90 detik. Meskipun imbal hasil untuk peralihan tersebut pulih menjadi 99,2%, pertemuan pagi berikutnya menemukan bahwa tingkat penguburan MLCC telah melonjak dari 0,3‰ menjadi 2,1‰. Karena pasta solder suhu sedang (Sn42/Bi58, titik leleh 138°C), jika dicampur pada garis pasta solder suhu tinggi asli, memiliki jendela aktivitas yang sempit dan peluruhan viskositas yang cepat, kemerosotan terjadi dalam waktu 30 menit setelah pencetakan. Desain bukaan stensil tidak dikompensasi untuk sistem titik leleh rendah, yang menyebabkan pasta solder menjembatani antara pin QFP dengan nada halus. Selama reflow, ketidakseimbangan tegangan permukaan secara langsung mengangkat komponen. Risiko garis campuran ini hampir tidak dapat dihindari ketika parameter stensil, alat pembersih karet, dan kalibrasi SPI tidak dibersihkan secara menyeluruh selama pergantian garis.
Solusi mendasar harus dimulai dari pengendalian material pada sumbernya. Kami memasang kunci pemindaian RFID di area pengeluaran pasta solder, mengikat setiap kaleng pasta solder ke modelnya, titik leleh, daftar perangkat yang berlaku, dan nomor profil oven yang sesuai. Operator tidak dapat membuka lemari pendingin pasta solder tanpa memindai profil yang cocok. Pada saat yang sama, manajemen masa pakai stensil diubah dari"menghitung berdasarkan jumlah penggunaan" menjadi"menghitung berdasarkan jenis pasta solder" Setelah stensil yang sama digunakan untuk pencetakan terus-menerus pasta solder suhu tinggi untuk lebih dari 20.000 papan, stensil tersebut secara paksa ditutup untuk pembersihan asam. Jika pasta solder suhu sedang dialihkan ke tengah jalan, pasta tersebut akan segera dibuang, karena residu Bi akan mencemari batas butir sambungan solder suhu tinggi berikutnya, meningkatkan laju penyebaran retakan mikro setelah siklus termal sebesar 3,7 kali lipat. Data ini berasal dari uji perbandingan penuaan yang dipercepat terhadap 12 pemasok tahun lalu, bukan perhitungan teoretis.
Tindakan preventif harus tertanam dalam ritme produksi sehari-hari. In Selain pemeriksaan SPI rutin untuk artikel pertama setiap hari, amati morfologi partikel pasta solder di bawah mikroskop 10x. Pasta solder suhu tinggi harus memiliki kilau logam yang seragam dan tepi yang tajam; jika muncul pantulan difus yang kabur, hal ini menunjukkan bahwa fluks telah terhidrolisis dan gagal. Untuk pasta solder suhu sedang, periksa apakah kumis Bi telah mengendap; jika demikian, segera hentikan penggunaan seluruh batch. Setiap Jumat sore, lakukan pengukuran profil oven tetap menggunakan papan lacak, tetapi papan komposit dengan ketebalan PCB dan ketebalan tembaga aktual harus digunakan; substrat aluminium standar dilarang. Karena perbedaan kapasitas panas antara ketebalan tembaga FR4 0,8 mm dan 2 oz dapat menyebabkan deviasi suhu puncak terukur sebesar ±4,3°C, kesalahan ini cukup untuk membuat sambungan solder SnBi menjadi setengah cair dan kehilangan kekuatan mekanis. Semua pasta solder harus ditandai dengan waktu pembukaan dan catatan suhu/kelembaban setelah pembukaan. Pasta solder suhu tinggi melebihi 12 jam pada suhu 25°C, dan pasta solder suhu sedang melebihi 8 jam, dianggap kedaluwarsa. Kalaupun tidak ada penampakan yang tidak normal, dilarang digunakan pada produk sekelas otomotif. Ini adalah item NC yang dikeluarkan selama audit oleh pemasok Tier1 Jerman tahun lalu; setelah perbaikan, kami belum menerima laporan ketidaksesuaian serupa.
Bulan lalu, lini produksi beralih ke merek baru pasta solder suhu sedang. Pemasok mengklaim peningkatan aktivitas sebesar 30%, tetapi selama dua hari berturut-turut, tingkat offset bola solder chip QFN melebihi 5%. Kami membongkar mixer dan menemukan bahwa celah alat pembersih yg terbuat dr karet telah disesuaikan menjadi 0,15 mm, jauh melebihi 0,08–0,10 mm yang diperlukan untuk pasta solder ini. Gaya geser yang berlebihan memecah fase Bi menjadi partikel berukuran nano, yang berkumpul secara tidak normal di tepi sambungan solder selama reflow, membentuk lapisan kaya Bi yang rapuh. Analisis spektrum energi sinar-X memastikan bahwa kandungan Bi di tepi sambungan solder offset mencapai 82,6%, sedangkan nilai normalnya seharusnya di bawah 65%. Oleh karena itu, semua parameter pencampuran pasta solder kini dipadatkan dalam sistem MES, dan operator tidak dapat memodifikasinya secara manual. Setiap pergantian harus dibuka kuncinya dari jarak jauh oleh teknisi proses dan parameter baru diunggah secara sinkron. Kendala keras ini sepuluh kali lebih efektif daripada pelatihan.
