На реальных производственных линиях мы обнаружили, что проблемы с шариками припоя часто не возникают изолированно, а тесно связаны с одновременным ухудшением трех параметров: смещение печати паяльной пасты превышает 0,15 мм, коэффициент апертуры трафарета ниже 0,65 и точка росы в среде азота выше -40 ℃. Пока любое из этих условий превышает критическое значение, количество шариков припоя на плату может подскочить в среднем от 0,3 до более 5.
Производственная линия JJY в настоящее время реализует стратегию полной проверки первых пяти плат в партии плюс случайную выборку по 1 доске для каждых последующих 20 досок. Положения отбора проб зафиксированы в трех областях с высоким уровнем заболеваемости: под областью BGA, плотной областью 0201 и краем термопрокладки QFN. Это связано с тем, что эти области имеют сильную тенденцию к разрушению паяльной пасты, сильно затруднены пути испарения флюса, и если пиковая температура оплавления попадает в диапазон 235 ℃ ± 2 ℃, а время выдержки превышает 90 секунд, чрезвычайно легко вызвать зарождение шариков припоя и вызвать их унос и миграцию потоком воздуха.
Когда операторы выполняют визуальный осмотр с помощью 10-кратной лупы со светом, они должны одновременно регистрировать плотность распределения шариков припоя и состояние перемычки соседних паяных соединений. При появлении в одном поле зрения более 3-х сферических отражающих тел диаметром более 0,12 мм в сопровождении хотя бы одного паяного соединения с углом смачивания менее 30 градусов вся партия должна быть исключена из обращения, а также немедленно прослежены записи очистки трафарета и своевременность открытия паяльной пасты за предыдущий час. Поскольку при вскрытии паяльной пасты более 8 часов без перемешивания, а толщина пленки сухой паяльной пасты, оставшейся на дне трафарета, достигает 8 мкм и более, вероятность появления шариков припоя возрастает в 4,7 раза.
Мы не полагаемся на чувствительность распознавания шариков припоя AOI, поскольку он практически не реагирует на нижнюю часть SMD-компонентов, теневые области термопрокладки и микрошарики припоя толщиной менее 0,08 мм. Тем не менее, ручной отбор проб в сочетании со специальной подставкой для освещения под наклоном JJY позволяет четко различить матовые шарики припоя, погруженные в остатки флюса. Этот метод физического распознавания имеет гораздо более высокую стабильную воспроизводимость в массовом производстве, чем алгоритмические модели.
При обнаружении скопления шариков припоя на выпускной стороне определенных дорожек на объекте первой реакцией является не корректировка температурной кривой печи, а проверка того, отклоняется ли соответствующий угол воздушного ножа дорожки более чем на 1,5°, превышает ли степень блокировки азотного сопла более 30% и вызывает ли натяжение цепи боковое дрожание печатной платы в печи более 0,3 мм. Потому что основной причиной отсоединения шариков припоя от площадки является механическое воздействие, а не просто неправильный контроль температуры.
Все данные отбора проб вводятся в систему MES и привязываются к номеру партии паяльной пасты текущей смены. При обнаружении превышения количества шариков припоя на одной и той же станции в двух последовательных партиях система автоматически запускает запрос на электрополировку трафарета и задачу калибровки давления ракеля. Этот механизм с обратной связью переключает дефекты шариков припоя с пассивного перехвата на активное подавление, пресекая дефекты партии в зародыше до того, как сформируется цепная реакция.
