Фактический профиль рабочей температуры печи оплавления никогда не гарантируется заданными параметрами, а обеспечивается калибровкой с обратной связью между данными в реальном времени, собранными профилировщиком, и фактической температурной реакцией. На линии SMT JiaJinYuan мы настаиваем на том, чтобы перед первым изделием каждой смены использовалась сертифицированная по метрологии термопара К-типа для выполнения трехточечной проверки на профилометре, а именно сравнения фактических измерений при 150°C, 200°C и 250°C. Если отклонение в любой температурной точке превышает ±1,5°C, производство необходимо приостановить и заменить или повторно откалибровать профилометр. В противном случае, даже если настройки температуры печи полностью верны, пиковая температура во время фактического оплавления печатной платы будет более чем на 3°C ниже, что приведет к образованию большого количества соединений холодной пайки в нижней части QFN.
Верификация — не формальность, а первые ворота, препятствующие смещению профиля.
Многие инженеры ошибочно полагают, что частая проверка не нужна, пока мощность нагревательной секции печи оплавления стабильна. Однако данные, полученные от JiaJinYuan, показывают, что после непрерывного использования одного и того же профилировщика в течение 48 часов средний дрейф показаний в диапазоне 230°C достигает +2,1°C. Это непосредственно приводит к тому, что система контроля температуры печи делает неправильную оценку и автоматически снижает мощность нагрева, что в конечном итоге приводит к падению фактического пика профиля с 245°C до 241,3°C, что находится точно ниже критической точки смачивания SnPb-припоя. Проблема недостаточной толщины слоя IMC в паяных соединениях BGA затем проявляется в концентрации, и это явление было обнаружено только во время повторной проверки AOI с пропущенным контролем в третьей партии после неудачной проверки.
Операции по проверке должны быть привязаны к конкретным действиям и распределению ответственности.
Мы требуем, чтобы весь процесс проверки был записан на видео и заархивирован, а оператор должен одновременно записывать температуру и влажность окружающей среды, номер профайлера, время проверки и три набора измеренных значений. Среди них точка 200°C должна принимать среднее значение трех показаний; если диапазон превышает 0,8°C, весь набор недействителен и его необходимо выполнить заново. Это требование кажется обременительным, но когда в прошлом году колебания потока азота вызвали аномальную теплопроводность в секции замачивания, именно путем сравнения разницы повторяемости точки 150°C между двумя наборами проверочных данных до и после этого мы быстро обнаружили плохой контакт зонда термопары, а не неисправность самого корпуса печи, сэкономив в среднем 47 минут времени на устранение неполадок в сети.
Срок службы профилировщика должен быть тесно связан с частотой проверки.
JiaJinYuan предусматривает, что все профайлеры должны быть в обязательном порядке отправлены в метрологический кабинет для повторной проверки после того, как совокупное использование достигнет 200 циклов оплавления или срок хранения превысит 6 месяцев, даже если все предыдущие предсменные проверки были квалифицированы. Это связано с тем, что высокотемпературное окисление вызовет искажение решетки в материале термода из никель-хромового сплава, а его коэффициент Зеебека нелинейно убывает с течением времени. Это затухание особенно существенно в области выше 250°C. Была партия недавно замененных профилировщиков, которые внезапно показали скачок показаний на +3,7°C в точке 245°C на 192-м цикле оплавления. Проверка после разборки показала, что изолирующая керамическая втулка имела микротрещины, а также произошло локальное короткое замыкание во внутреннем термомоде, что указывает на то, что полагаться исключительно на проверку перед сменой не может покрыть полный риск жизненного цикла.
Подлинность температуры печи оплавления всегда основывается на прослеживаемости цепочки измерения температуры. Любое поведение, связанное с пропуском проверки, задержкой проверки или оценкой исключительно по памяти, незаметно увеличивает вероятность холодной пайки. In все журналы печи оплавления JiaJinYuan, дата активации, записи проверки и узлы предупреждений о сбоях каждого профилировщика четко отмечены. Это не управленческая нагрузка, а последняя линия физической защиты, обеспечивающая надежность пайки.
