Trong ca đêm thứ Tư tuần trước, ba lô bảng điều khiển T-BOX trên xe liên tiếp được sản xuất hàng loạt cho một khách hàng đã phát triển các mối hàn lạnh BGA. Tỷ lệ phát hiện sai AOI cao tới 12% và việc kiểm tra lại bằng tia X cho thấy 64% bóng hàn BGA có khoảng trống vượt quá thông số kỹ thuật. Mặt cắt tại chỗ của chúng tôi đã xác nhận rằng các khoảng trống tập trung ở đầu các mối hàn, trong khi nhiệt độ cao nhất đo được của lò nung lại là 238°C và hồ sơ cho thấy thời gian vùng ngâm chỉ là 65 giây. Dựa trên MSDS dán hàn, chúng tôi nhận thấy rằng lô này sử dụng dán hàn nhiệt độ cao (Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5, điểm nóng chảy 217–220°C), nhưng giới hạn nhiệt độ trên định mức của gói BGA chỉ là 225°C. Điều này có nghĩa là trong giai đoạn nhiệt độ cao nhất, một phần của hợp chất đúc đã mềm và Biến dạng, đồng thời chất hàn bị ép ra ngoài trong quá trình làm ướt, tạo thành các khoảng trống trên cùng. Hiện tượng này đặc Biệt điển hình khi sử dụng miếng dán hàn ở nhiệt độ cao với các gói BGA mỏng. Nguyên nhân sâu xa không phải là nhiệt độ lò không chính xác mà là do sự không khớp nghiêm trọng giữa loại kem hàn và khả năng chịu nhiệt của thiết bị.
Vào thời điểm đó, dây chuyền sản xuất đã khẩn trương hạ nhiệt độ đỉnh nóng chảy lại xuống 232°C và kéo dài vùng ngâm lên 90 giây. Mặc dù lợi suất của ca đó đã phục hồi lên 99,2% nhưng Cuộc họp sáng hôm sau cho thấy tỷ lệ ném đá MLCC đã tăng vọt từ 0,3‰ lên 2,1‰. Bởi vì kem hàn ở nhiệt độ trung bình (Sn42/Bi58, nhiệt độ nóng chảy 138°C), nếu trộn trên dây chuyền dán hàn nhiệt độ cao ban đầu, có cửa sổ hoạt động hẹp và phân hủy độ nhớt nhanh, hiện tượng trượt xảy ra trong vòng 30 phút sau khi In. Thiết kế khẩu độ stencil không được bù đắp cho hệ thống có điểm nóng chảy thấp, dẫn đến dán keo hàn nối giữa các chân QFP có bước tiến nhỏ. Trong quá trình chỉnh lại dòng, sự mất cân bằng sức căng bề mặt đã trực tiếp nâng các bộ phận lên. Rủi ro dây chuyền hỗn hợp này gần như không thể tránh khỏi khi các thông số hiệu chỉnh stencil, chổi cao su và SPI không được làm sạch kỹ lưỡng trong quá trình chuyển đổi dây chuyền.
Giải pháp cơ bản phải bắt đầu từ việc kiểm soát nguyên vật liệu tại nguồn. Chúng tôi đã cài đặt các khóa quét RFID trong khu vực phân phối chất hàn, liên kết từng hộp chất hàn với kiểu máy, điểm nóng chảy, danh sách các thiết bị áp dụng và số hồ sơ lò tương ứng. Người vận hành không thể mở tủ lạnh dán chất hàn mà không quét hồ sơ phù hợp. Đồng thời, việc quản lý vòng đời của stencil đã được thay đổi từ"đếm theo số lần sử dụng" thành"đếm theo loại kem hàn" Sau khi sử dụng cùng một khuôn tô để In liên tục miếng dán hàn nhiệt độ cao cho hơn 20.000 bảng, nó buộc phải ngoại tuyến để làm sạch bằng axit. Nếu chuyển kem hàn ở nhiệt độ trung bình sang giữa chừng, nó sẽ bị loại bỏ ngay lập tức vì cặn Bi sẽ làm nhiễm bẩn ranh giới hạt của các mối hàn ở nhiệt độ cao tiếp theo, làm tăng tốc độ lan truyền của các vết nứt nhỏ sau chu trình nhiệt lên 3,7 lần. Dữ liệu này đến từ thử nghiệm so sánh độ lão hóa tăng tốc của chúng tôi với 12 nhà cung cấp vào năm ngoái, chứ không phải tính toán lý thuyết.
Các hành động phòng ngừa phải được lồng ghép vào nhịp độ sản xuất hàng ngày. In Ngoài việc kiểm tra SPI định kỳ cho sản phẩm đầu tiên hàng ngày, hãy quan sát hình thái hạt dán hàn dưới kính hiển vi 10x. Kem hàn nhiệt độ cao phải có độ bóng kim loại đồng đều và các cạnh sắc nét; nếu xuất hiện phản xạ khuếch tán mờ, điều đó cho thấy chất trợ dung đã bị thủy phân và bị hỏng. Đối với chất hàn dán ở nhiệt độ trung bình, hãy kiểm tra xem râu Bi có kết tủa hay không; nếu vậy, hãy ngừng sử dụng ngay toàn bộ lô. Chiều thứ Sáu hàng tuần, tiến hành đo Biên dạng lò cố định bằng bảng theo dõi, nhưng phải sử dụng bảng tổng hợp có độ dày PCB và độ dày đồng thực tế; chất nền nhôm tiêu chuẩn bị cấm. Do chênh lệch công suất nhiệt giữa độ dày đồng 0,8mm FR4 và 2oz có thể gây ra sai lệch nhiệt độ đỉnh đo được là ±4,3°C, sai số này đủ để khiến các mối hàn SnBi rơi vào trạng thái bán nóng chảy và mất đi độ bền cơ học. Tất cả các miếng dán hàn phải được đánh dấu bằng thời gian mở và ghi lại nhiệt độ/độ ẩm sau khi mở. Kem hàn ở nhiệt độ cao vượt quá 12 giờ ở 25°C và kem hàn ở nhiệt độ trung bình vượt quá 8 giờ đều được coi là hết hạn. Ngay cả khi không có Biểu hiện bất thường, chúng vẫn bị cấm sử dụng trong các sản phẩm dành cho ô tô. Đây là mặt hàng NC được phát hành trong Cuộc kiểm toán của nhà cung cấp Cấp 1 của Đức vào năm ngoái; sau khi khắc phục, chúng tôi chưa nhận được báo cáo không phù hợp tương tự.
Tháng trước, dây chuyền sản xuất đã chuyển sang nhãn hiệu mới là kem hàn nhiệt độ trung bình. Nhà cung cấp tuyên bố hoạt động đã tăng 30%, nhưng trong hai ngày liên tiếp, tỷ lệ bù bóng hàn chip QFN vượt quá 5%. Chúng tôi đã tháo rời máy trộn và nhận thấy rằng khe hở chổi cao su đã được điều chỉnh thành 0,15mm, vượt xa mức 0,08–0,10mm cần thiết cho loại kem hàn này. Lực cắt quá mức đã phá vỡ pha Bi thành các hạt có kích thước nano, chúng kết tụ một cách bất thường ở rìa của mối hàn trong quá trình nóng chảy lại, tạo thành lớp giàu Bi dễ vỡ. Phân tích phổ năng lượng tia X xác nhận rằng hàm lượng Bi ở rìa của mối hàn offset đạt 82,6%, trong khi giá trị bình thường phải dưới 65%. Do đó, tất cả các tham số trộn kem hàn hiện đã được củng cố trong hệ thống MES và người vận hành không thể sửa đổi chúng theo cách thủ công. Mỗi lần chuyển đổi phải được kỹ sư xử lý mở khóa từ xa và các thông số mới được tải lên một cách đồng bộ. Sự ràng buộc cứng rắn này hiệu quả gấp mười lần so với việc huấn luyện.
