Во время ввода в эксплуатацию производственной линии мы обнаружили, что выход за первый проход ручной пайки для 24-контактных разъемов с шагом 0,5 мм уже давно составляет менее 87%, при этом основные дефекты сосредоточены в трех категориях: перемычки, холодные паяные соединения и шипы припоя. Основная причина заключается не в недостаточной квалификации оператора, а в несоответствии пути подачи припойной проволоки и теплопередачи паяльника, что приводит к тому, что уровень отходов припоя на соединение составляет 19%, а средняя частота доработок на соединение составляет 1,4 раза. Таким образом, начиная с объединения трех ключевых элементов — источника тепла, припоя и флюса — мы выделили 6 поддающихся количественной оценке и выполнимых действий, все из которых основаны на существующем оборудовании и обычных материалах, без каких-либо дополнительных инвестиций.
Первое действие — заменить обычное паяльное жало типа C на заостренное жало типа K, подходящее для всех сценариев пайки разъемов «плата-плата» с шагом контактов ≤0,8 мм. Это действие увеличивает концентрацию нагрева в одной точке на 40 %, снижает тепловые помехи между соседними контактными площадками, а измеренная скорость перемыкания пайкой снижается на 58 %. Однако температуру паяльника необходимо одновременно снизить с 330 ℃ до 305 ℃, чтобы предотвратить отслоение площадки; в противном случае риск вздутия паяльной маски печатной платы увеличивается в 3 раза. Рекомендуется определить приоритет внедрения на этапе внедрения нового продукта.
Второе действие — заменить припой диаметром 0,5 мм на припой диаметром 0,3 мм, подходящий для микроразъемов с площадью поперечного сечения контактов ≤0,08 мм². Хотя цена за единицу катушки выше на 12%, количество выполненных паяных соединений на метр увеличивается в 2,3 раза, общие потери припоя уменьшаются на 32%, а цикл обучения новых операторов сокращается на 2 дня за счет более контролируемого объема подачи припоя. Однако модель флюса необходимо одновременно заменить на RMA-123, чтобы соответствовать требованиям к более низкой активности паяльной пасты; в противном случае плохая степень смачивания вырастет до более чем 15%.
Третье действие — слегка протереть поверхность площадки губкой, смоченной в небольшом количестве неочищенного флюса перед подачей припоя. Это применимо только для обработки голых медных площадок OSP в мастерских с влажностью окружающей среды >60%. Это действие сокращает время первой лужения на 0,8 секунды на каждый шов, экономя 21 минуту рабочего времени за смену. Однако при использовании на платах с иммерсионным золотом это приведет к коррозии слоя золота, поэтому соответствующий тип обработки поверхности платы должен быть четко указан в технологической карте.
Четвертое действие — принять «метод подачи припоя с точечным контактом» вместо традиционной непрерывной подачи припоя, то есть подождать 0,5 секунды после того, как жало паяльника коснется площадки, прежде чем подавать припой, что применимо к разъемам IDC с пластиковыми позиционирующими штырями. Это действие улучшает стабильность формирования шариков припоя, снижает скорость холодной пайки на 44%, но требует, чтобы амплитуда дрожания рук оператора была <0,15 мм. Рекомендуется использовать подставку для рук с защитой от тряски; в противном случае это увеличит вероятность появления всплесков припоя.
Пятое действие — переместить место хранения припоя с боковой стороны подставки паяльника на 15 см перед левой стороной оператора, что применимо к производственным линиям со среднесуточным объемом пайки >300 соединений. Это действие сжимает одноточечный цикл на 0,3 секунды за счет сокращения расстояния перемещения руки, экономя 142 рабочих часа в год из расчета 1200 суставов за смену. Однако ширину прохода EHS необходимо перепланировать, чтобы предотвратить риск спотыкания, а для затрат на переоборудование требуются всего 3 стандартных универсальных приспособления.
Шестое действие — обязательная очистка жала паяльника спиртовой ватной палочкой через каждые 20 паяных соединений, применимо для разъемов повышенной надежности с галогенсодержащим флюсом и плотностью паяных соединений >8 шв/см². Данное действие снижает дефекты холодных паяных соединений, вызванные накоплением оксидного слоя, на 71%. Однако если используется безгалогенный флюс, частоту чистки можно снизить до одного раза в 35 швов; вместо этого чрезмерная очистка ускорит износ слоя железа на жалом паяльника.
Всесторонне оценивая соотношение ввода-вывода и порог реализации 6 действий, мы рекомендуем выполнять их в следующем порядке приоритетности: замена жала паяльника типа К (Р0), метод точечной подачи припоя (Р1), переключение диаметра припоя (Р2), предварительное протирание флюсом (Р3), оптимизация позиционирования припоя (Р4), контроль частоты очистки жала паяльника (Р5). Среди них действие P0 может завершить проверку смены строки в течение 4 часов, в то время как действие P5 требует сотрудничества с системой сбора данных SPC для точного определения эффекта; производственные линии, на которых не развернута эта система, должны отложить внедрение.
