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案例分享(二十九):用Solder Fortification焊片解決QFN空洞問(wèn)題

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2023年 9月 02日
故事背景:點(diǎn)擊查看往期推文

由于瓜達(dá)拉哈拉工廠大約5%的Druid手機(jī)被退貨,羅伯被派往工廠解決問(wèn)題,從山姆的描述得知是QFN底部的焊墊出現(xiàn)了空洞,羅伯認(rèn)為可能需要使用Solder Fortification焊片來(lái)解決問(wèn)題,并希望皮特能夠一同前往。令他感到尷尬的是山姆也開起了他和帕蒂的玩笑…..

在飛往墨西哥瓜達(dá)拉哈拉飛機(jī)上,羅伯仍有些按捺不住的興奮,他對(duì)順利解決空洞問(wèn)題十拿九穩(wěn),看看坐在旁邊的皮特,讓他信心又多了一層。原本還擔(dān)心帕蒂會(huì)因?yàn)樗葦睾笞嗾?qǐng)皮特一起去出差而生氣。實(shí)際上帕蒂很爽快的就同意了,因?yàn)樗靼琢_伯如果此行成功,定能從中受益良多。

飛機(jī)盤旋準(zhǔn)備降落時(shí),羅伯開始為過(guò)海關(guān)做準(zhǔn)備。他一直認(rèn)為,用紅綠燈的方法來(lái)確定是否要檢查乘客的行李有些奇怪。“唉,算了,入鄉(xiāng)隨俗吧?!绷_伯心里說(shuō)。

穿過(guò)瓜達(dá)拉哈拉車水馬龍的街道,從機(jī)場(chǎng)到工廠的車程大約40公里。到達(dá)工廠后,羅伯看到來(lái)迎接的米格爾·門多薩,不禁先松了一口氣。羅伯過(guò)去曾與米格爾共事過(guò),米格爾是工藝工程師,羅伯過(guò)去也非常敬重他。

寒暄過(guò)后,米格爾告訴羅伯和皮特,按計(jì)劃將先要與工廠總經(jīng)理舉行一次項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)議,總經(jīng)理來(lái)自美國(guó),名叫格蘭特·威爾遜。會(huì)議開始時(shí),羅伯用西班牙語(yǔ)向威爾遜介紹了自己。

“哇!”威爾遜聽到后笑著說(shuō)?!皠e人問(wèn)我是雙語(yǔ)、三語(yǔ),還是只會(huì)母語(yǔ)的美國(guó)人時(shí),我不得不說(shuō)我是只會(huì)母語(yǔ)的美國(guó)人。不過(guò),我正在上西班牙語(yǔ)課?!?/p>

羅伯轉(zhuǎn)頭看了看米格爾,只見他翻了個(gè)白眼。但是,羅伯認(rèn)為威爾遜肯去上西班牙語(yǔ)課至少是一種友好的表現(xiàn)。

羅伯提議:“也許在座有誰(shuí)可以介紹一下問(wèn)題的現(xiàn)狀和已經(jīng)執(zhí)行過(guò)的動(dòng)作”。

“米格爾,你能向羅伯介紹一下我們現(xiàn)在的情況嗎?”威爾遜問(wèn)道。

米格爾于是說(shuō)道:“Druid手機(jī)的退貨率為5%。幾乎所有問(wèn)題都指向高功率QFN焊墊下的大空洞,空洞率約為50-70%。大約一周前,我們根據(jù)在2011年國(guó)際表面貼裝技術(shù)協(xié)會(huì)會(huì)議上由德里克·赫倫、劉彥博士和李寧成博士合著的論文《QFN 組裝中的空洞控制》里的建議優(yōu)化了鋼網(wǎng)開孔設(shè)計(jì),幫助焊錫膏揮發(fā)物的排出,空洞率降至30-50%?!?/p>

羅伯問(wèn)道:“空洞率的規(guī)格要求是多少?”。

“現(xiàn)在不能確定,”米格爾回答。

格蘭特·威爾遜說(shuō):“所以,我們現(xiàn)在有兩個(gè)問(wèn)題——一是確定30-50%的空洞率是否可接受,另一個(gè)就是進(jìn)一步降低空洞率。”

“他的這番話倒也鞭辟入里。”羅伯心想。

接著開口補(bǔ)充道:“我談一下個(gè)人的意見,如果需要將空洞率控制在30%以下,這可能需要用到Solder Fortification焊片??斩床粌H是與焊錫膏放氣有關(guān),這么高比例空洞率很大可能是由焊料不足導(dǎo)致的”。

“好吧。你們兩個(gè)去解決問(wèn)題,有了結(jié)果向我匯報(bào)。給你們?nèi)斓臅r(shí)間,”威爾遜口氣嚴(yán)肅。

羅伯、皮特和米格爾從會(huì)議室出來(lái)就直接進(jìn)入車間。羅伯非常高興皮特也來(lái)到了現(xiàn)場(chǎng),因?yàn)樗窃O(shè)置優(yōu)化貼片機(jī)的專家。羅伯準(zhǔn)備一些Solder Fortification焊片,因?yàn)樗揽夏苡玫蒙?。在與QFN供應(yīng)商電話溝通后,項(xiàng)目組確定先以空洞率低于30%作為目標(biāo)。羅伯查看了近期的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)比了鋼網(wǎng)開孔優(yōu)化前后空洞的X光照片。這些都令羅伯印象深刻,但同時(shí)又認(rèn)為做還不夠。

(以下對(duì)話翻譯自西班牙語(yǔ))

“米格爾,我建議在兩個(gè)最關(guān)鍵的QFN上測(cè)試Solder Fortification焊片,”羅伯說(shuō)道?!翱斩葱纬傻闹饕蛴袃蓚€(gè)。第一個(gè)是助焊劑揮發(fā)物不充分,第二個(gè)是焊料不足。因?yàn)榇蠖鄶?shù)人沒(méi)有意識(shí)到焊錫膏中的金屬體積只有50%。在這種情況下,如果要降低空洞率,可以考慮使用Solder Fortification焊片,增加錫量”。

羅伯隨后給米格爾看了賽斯·霍默在 2011年國(guó)際表面貼裝技術(shù)協(xié)會(huì)會(huì)議上發(fā)表的論文《使用預(yù)制焊片減少Q(mào)FN元件的空洞》。論文里詳細(xì)介紹了使用Solder Fortification焊片解決QFN空洞的成功案例。按論文里的介紹,羅伯和米格爾花了大半天的時(shí)間建立起了一條使用Solder Fortification焊片生產(chǎn)線。打了100塊手機(jī)板,空洞率僅為10.5%。

第二天一早,項(xiàng)目組成員一起到了格蘭特·威爾遜辦公室。

威爾遜問(wèn)道:“從你們臉上的笑容來(lái)看,我猜你們成功了,是嗎?”

羅伯首先解釋了為什么焊片是必須的,又說(shuō)明了測(cè)試過(guò)程和結(jié)果,然后停下來(lái)等著威爾遜發(fā)問(wèn)。

威爾遜很快問(wèn)道:“焊片的價(jià)格是多少?”羅伯回答說(shuō):“大約為0.02美元每片。但每200美元價(jià)值手機(jī)保修成本至少是10美元(0.05×200美元)”。[涉及價(jià)格為情節(jié)需要,請(qǐng)以銷售報(bào)價(jià)為準(zhǔn)]

威爾遜問(wèn)道:“使用焊片會(huì)不會(huì)降低生產(chǎn)效率?我一直在關(guān)注你和帕蒂·科爾曼還有教授一起開展的工作。也是你們讓我相信生產(chǎn)力的重要性”。

“沒(méi)錯(cuò)。教授曾經(jīng)說(shuō)過(guò),‘世上沒(méi)有一條生產(chǎn)線是完全平衡的’。現(xiàn)在生產(chǎn)線上的泛用機(jī)待機(jī)四秒鐘等高速機(jī)。于是我們把焊片放在泛用機(jī)上跑,并優(yōu)化了兩臺(tái)貼片機(jī)的供料器設(shè)置?,F(xiàn)在,生產(chǎn)每塊手機(jī)電路板的時(shí)間還減少了1.25秒。”羅伯回答道。

“我很好奇。那我們做這件事最大的挑戰(zhàn)是什么?” 威爾遜問(wèn)道。

“羅伯說(shuō),將焊片放置在焊錫膏和QFN接地焊盤正確位置上最為關(guān)鍵。需要將焊片壓到錫膏到一定的深度,還要在四周留一圈錫膏,以確保QFN元件貼裝不會(huì)有問(wèn)題。如果沒(méi)有皮特,我們可能不會(huì)這么快就解決這個(gè)問(wèn)題。他對(duì)貼片機(jī)操作真的非常在行,”米格爾回答道。

米格爾隨后給威爾遜看了一張照片,便于更好的理解,照片源自賽斯·霍默的論文。

“伙計(jì)們,干得漂亮,謝謝你們。我不得不承認(rèn),在今天之前,我對(duì)焊片應(yīng)用一無(wú)所知。很明顯,在某些情況下,一個(gè)小小焊片甚至關(guān)乎業(yè)務(wù)存亡!”威爾遜慷慨激昂地做了一番總結(jié)。

接著,威爾遜說(shuō)道:“為慶祝今天的成功,今晚在圣狼餐廳一起共進(jìn)晚餐,晚上7點(diǎn)見。”

“謝謝老板!”羅伯、皮特和米格爾異口同聲地說(shuō)。

圣狼餐廳是羅伯在瓜達(dá)拉哈拉最喜歡的餐廳,也是帕蒂的最愛。但這次帕蒂?zèng)]能加入,這多少令羅伯感到些許遺憾。

三個(gè)月后,瓜達(dá)拉哈拉工廠反饋手機(jī)返修率接近為零。米格爾也因參與解決了棘手問(wèn)題而被擢升為高級(jí)工程師。后續(xù)還會(huì)有哪些精彩故事呢?敬請(qǐng)期待下集《案例分享(三十):帕蒂的終極電子裝配生產(chǎn)力指標(biāo)》