Узкое место в процессе монтажа шарика часто вызвано не каким-то одним параметром, выходящим за пределы спецификации, а скорее цепочкой смещений, вызванных отклонением толщины печати паяльной пасты в сочетании с недостаточной жесткостью опоры трафарета и, кроме того, усугубляется задержкой выборки визуального позиционирования. Когда мы постоянно отслеживали 12 партий устройств в корпусе BGA на производственной линии Jia Jinyuan, мы обнаружили, что соединения холодной пайки были сконцентрированы в третьем ряду площадок вдоль края печатной платы, в то время как смещение шариков припоя часто происходило в областях, где достоверность распознавания Fiducial Mark была ниже 82%.
Натяжение трафарета и давление ракеля должны быть динамически скоординированы.
Если натяжение трафарета ниже 38 Н/см, даже когда давление ракеля установлено на 12,5 кг, все равно будет происходить недостаточное заполнение паяльной пастой в нижней части отверстий трафарета, особенно в областях с мелким шагом менее 0,3 мм. In В этом случае после оплавления склонны к образованию холодных паяных соединений с уровнем пустот, превышающим 35%. И наоборот, если давление ракеля превышает 14,2 кг, это усугубляет деформацию трафарета, что приводит к увеличению в 4,6 раза вероятности попадания паяльной пасты между соседними площадками.
Система визуального позиционирования не может полагаться исключительно на однокадровые изображения.
Шариковый монтажный механизм Jia Jinyuan по умолчанию настроен на получение одиночного изображения для компенсации XYθ. Однако, когда возникает микровибрация конвейерной ленты или разница температур окружающей среды превышает ±1,8℃, фактическое положение посадки шарика припоя будет давать среднее совокупное смещение 12,3 мкм. После того, как мы перешли на алгоритм скользящего среднего трехкадрового изображения, стандартное отклонение смещения в направлении X сузилось с 9,7 мкм до 3,1 мкм, а в направлении Y — с 8,4 мкм до 2,6 мкм.
Профиль оплавления должен соответствовать диаметру шарика припоя и смачиваемости площадки.
При использовании шариков припоя диаметром 0,45 мм для контактных площадок 0,38 мм, если пиковая температура поддерживается на уровне 235 ℃, а время достижения ликвидуса составляет всего 58 секунд, припой не может достичь достаточного смачивания и подъема, что приводит к резкому увеличению скорости соединения холодной пайки до 1,3%. После увеличения времени над ликвидусом до 72 секунд и одновременного увеличения крутизны нагрева до 1,8 ℃/с однородность толщины слоя IMC паяного соединения значительно улучшилась, а дисперсия силы сдвига сузилась с ± 12,4% до ± 5,7%.
Ежедневные проверки должны быть привязаны к конкретным видам отказов.
Каждый день перед запуском необходимо использовать щуп толщиной 0,05 мм, чтобы проверить, постоянно ли поддерживается зазор между трафаретом и печатной платой на уровне 0,12 ± 0,02 мм. В то же время необходимо использовать стандартный шаблон набора шариков, чтобы проверить, лучше ли повторяемость распознавания зрительной системой для шариков диаметром 0,3 мм, чем ±0,008 мм. Если какое-либо из этих двух действий отсутствует, уровень дефектов смещения опоры шара для этого смещения неизбежно превысит пороговое значение 0,4%.
