Às 3 da manhã de ontem, a linha de produção disparou repentinamente um alarme: a AOI interceptou continuamente 23 placas e a taxa de exclusão de 0201 resistores disparou para 18%. Quando extraímos os dados do SPI, descobrimos que o desvio padrão da espessura da pasta de solda em toda a placa saltou diretamente dos 12 μm normais para 29 μm. A espessura média na área inferior esquerda foi de apenas 58 μm, enquanto atingiu 92 μm na área superior direita. Este tipo de espessura regional irregular não pode ser corrigida por pequenos ajustes de parâmetros; devemos parar imediatamente a linha para inspecionar a condição física.
Primeiro usamos um calibrador de folga para medir a altura de ruptura do estêncil e descobrimos que o desvio nos quatro cantos atingiu 0,15 mm. Em seguida, removemos o estêncil e medimos com um medidor de tensão: a tensão na área central era de apenas 32 N/cm², e a borda havia caído abaixo da linha de base do processo de 28 N/cm². Este estêncil esteve em uso contínuo por 67 dias e foi impresso 142 mil vezes, excedendo em muito o limite de substituição obrigatória de 30 dias ou 100 mil vezes. O que foi pior, o rodo tinha acabado de ser substituído por uma lâmina nova naquele dia, mas o sensor de pressão mostrou que a saída real era 12% inferior ao valor definido. Descobriu-se que houve um leve vazamento no diafragma interno da válvula pneumática, causando atenuação na transmissão da pressão do ar.
Durante o atendimento de emergência, não alteramos nenhum parâmetro. Em vez disso, substituímos o transportador original por um transportador espesso à base de alumínio com sucção a vácuo, limpamos rapidamente a pasta de solda residual da parte inferior do estêncil com lenços umedecidos com álcool e secamos com uma pistola de nitrogênio. Em seguida, reimprimimos manualmente 5 placas na frente da máquina SPI para verificação de espessura. Lançamos apenas a produção experimental de pequenos lotes depois de confirmar que o ponto mais fino recuperou para 71 μm. Isto é muito mais rápido do que aumentar cegamente a pressão do rodo ou reduzir a velocidade de liberação, porque esta última apenas exacerbaria a deformação do estêncil e a falha por cisalhamento da pasta de solda.
A solução da causa raiz deve ser uma abordagem combinada. A vida útil do estêncil não será mais controlada por dias, mas estará vinculada ao valor CPK de espessura do SPI por turno. Quando o CPK estiver abaixo de 1,33 por dois turnos consecutivos, o processo de sucateamento será acionado automaticamente. A pressão do rodo deve ser medida e calibrada com um manômetro digital a cada 4 horas, e patches de detecção de planicidade com precisão de 0,02 mm serão instalados em todas as superfícies de montagem do rodo. Os transportadores serão totalmente eliminados do material ABS, substituídos uniformemente pela liga de alumínio 6061-T6, e pontos de monitoramento de pressão negativa de vácuo de 4 pontos serão adicionados para garantir que a deformação do PCB durante a impressão seja controlada dentro de ± 5 μm.
A chave para a prevenção está na detecção antecipada de anomalias. A inspeção diária do primeiro artigo não apenas medirá a espessura média, mas também capturará o gráfico de tendência de desvio padrão de 256 pontos de grade em todo o quadro do SPI. Assim que a flutuação de um dia exceder 15%, o novo teste de tensão do estêncil será iniciado imediatamente. Todos os novos estênceis devem completar três ciclos de testes de queda de tensão antes de serem armazenados, e a diferença entre a tensão inicial e a tensão residual após 24 horas deve ser registrada após cada teste. Qualquer estêncil com diferença superior a 3 N/cm² será rejeitado. A impressão com pasta de solda nunca é um problema de um único processo; é o resultado combinado das propriedades reológicas do estêncil, do rodo, do transportador, da pasta de solda e da resposta dinâmica do equipamento. Um pequeno desvio em qualquer link será amplificado exponencialmente no momento do lançamento.
Na semana passada, a linha vizinha mudou para uma pasta de solda de um novo fornecedor, com uma viscosidade nominal de 720 Pa·s, mas uma flutuação medida entre lotes de ±85 Pa·s. Como resultado, sob os mesmos parâmetros, a faixa de espessura de impressão expandiu de 18 μm para 33 μm. Portanto, agora exigimos que toda a pasta de solda recebida seja acompanhada pela curva reológica do lote atual e seja deixada em repouso em uma sala com temperatura e umidade constantes por 24 horas antes de ser aberta para uso, para evitar liberação desigual de tensão interna da pasta de solda causada por diferenças de temperatura. Esses detalhes parecem triviais, mas são precisamente os drivers ocultos mais frequentemente ignorados nos defeitos de impressão SMT.
