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案例分享(十八):帕蒂的中国之行——上海

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2022年 11月 17日

铟泰案例分享

★ 讲述电子装配相关问题 ★

《铟泰案例分享》系列专题是根据 Ron Lasky博士的《The Adventures of Patty and the Professor》一书改编而来。这本书通过一个个生动的故事,向读者展现在电子装配行业里常出现的场景和相关问题,并给出专业的建议和解决方案。

作者Ron Lasky,是铟泰公司高级技术专家,在IBM、Universal Instruments和Cookson Electronic的电子和光电封装领域拥有30多年的经验。他是工程认证考试的联合创始人,参与多项全球电子组装行业标准的订立。

故事背景:点击查看往期推文

帕蒂在ACME深圳工厂里解决了葡萄珠的问题,工程师们甚至不需要更换钢网,只是更换焊膏就足以解决问题……

帕蒂、罗伯和教授完成了深圳的任务,准备飞往上海迎接新的挑战,然后返回美国。那时,距离婚礼就只剩一周时间了。

像往常一样,飞机刚开始爬升,罗伯就睡着了。令人惊讶的是,教授竟也打起了盹。但帕蒂却很激动,一点儿也不困觉。罗伯的母亲很早就给了她和罗伯一件结婚礼物:一台最新型号的iPad。这次出差,他俩只带一台笔记本电脑和这台iPad。刚开始帕蒂在使用iPad做分享时还有点不太习惯,但现场的效果还不错。虽然她仍对iPad没有USB接口感到惊奇。教授也提前给他送了一份结婚礼物:一把Pickett计算尺给罗伯,一把K&E计算尺给帕蒂。她一定是现在世界上唯一一个边在iPad上看电影,边用计算尺做数学题的人!

教授一直坚信,计算尺能提高使用者的数学能力,并对数字和计算充满热情。他向帕蒂和罗伯展示了如何使用计算尺,并给他们布置了几项作业。罗伯似乎比帕蒂更擅长使用计算尺,因为他与教授有大量的“一对一”时间。

连帕蒂也不得不承认,使用“计算尺”的确增添了许多计算的乐趣,也体会到了教授常说的的那句:“搞清楚每一个计算步骤,得到的答案才不会错。”除了iPad和计算尺之外,帕蒂很高兴能在世博会期间去到上海。三人在繁忙的日程中还能忙里偷闲参观世博会。

跟深圳的行程安排一样,罗伯和教授负责提高生产效率,帕蒂专注于解决工艺、材料相关的难题。三人会见了ACME新收购上海工厂总经理王先生。当王总发现他们都会说普通话时,松了一口气,因为他的英语不大灵光。当教授用地道的上海话向他问好时,每个人都目瞪口呆。帕蒂决定找机会问问教授。除了教授之外,还有哪个美国人不但会说普通话,还说广东话和上海话!

他们再次一致同意以普通话交流。帕蒂在一位年轻的中国工程师张舟的陪同下前往生产线,张舟的热情超乎帕蒂的预料。帕蒂故意向张舟晃晃订婚戒指,但她不确定张舟有没有明白她的意思。帕蒂到达生产线时,工程经理丁飞早已等待在那里了丁经理给她看了几块有问题电路板,她很快就发现罪魁祸首可能是“枕头效应问题仔细确认更多出现问题的板子,并检视了印刷工艺和BGA元件设计之后,帕蒂转向张舟询问回流曲线的设定规格。

“我不明白你的意思。”张舟用普通话回答道。

“现有回流曲线是如何确定下来的呢?”帕蒂问道。

在了解更多细节之后,帕蒂发现所有产品都共用一个炉温曲线!幸运的是,电路板上都是吸热较少的同类型元件。

“这条线用什么品牌的焊膏?”帕蒂问道。

张舟沉默了,场面十分尴尬,张舟不知道焊膏相关细节!张舟拿起一个空的锡膏筒递给帕蒂,帕蒂看到是她最喜欢的一款焊膏之后,才松了一口气。因为张舟他们很少量测炉温曲线,所以现场没有配备炉温测试仪。帕蒂不得不跟张舟一起走到一英里外另一个车间借到一台测试仪。在拿到炉温曲线后,帕蒂找到了问题的关键所在。11个温区的回流炉非常长,这使得锡膏达到液相线之前经历过长的“保温”时间这一过程会过多消耗焊剂,温度达到液相线以上时,焊剂所剩无几,从而导致氧化和焊接不良。

帕蒂主动告诉张舟,同行的罗伯是她的未婚夫。这似乎起了作用,张舟收起了他的过度殷勤。“张舟,你为什么不在网上查一下锡膏规格书,然后设置正确的回流曲线呢?”帕蒂建议道。

张舟仍然显得很困惑。帕蒂意识到,张舟可能不知道如何在回流炉上设定温度曲线。于是,帕蒂向张舟演示了设定步骤。不到一小时,他们一起完成了新的回流曲线的设定,在接下来的两个小时里,连续生产了300块电路板良率到了95%。

帕蒂向丁飞询问是否可以做一个关于“枕头效应”缺陷的分享,他欣然同意。幸运的是,帕蒂的朋友马里奥·斯卡尔佐(Mario Scalzo)给了她一份他在2010年APEX会议上就有关枕头效应所做的演讲副本文件。帕蒂喜欢去纽约州的尤蒂卡拜访马里奥,因为他总能在城里找到美食

帕蒂在技术分享中表述主要观点

枕头效应和相关缺陷是由于BGA焊球未能与正常完成回流造成的。主要有三个原因:

1、元件本身的问题

a、BGA锡球表面严重氧化

b、银偏析到BGA锡球体表面

2.工艺问题

a、锡膏印刷

i、 印刷精度不佳

ii、锡膏量不足

b、贴片偏移

i、偏移到焊盘外

ii、贴片翘起

iii.贴片压力未优化

c、 回流

i、 回流曲线不合理

ii、助焊剂提前耗尽

iii. 电路板翘曲

3.其它问题

a、锡膏转移效率低

b、助焊剂抗氧化能力不足

c、锡膏坍塌

d、电路板或BGA翘曲

帕蒂总结说,她已经与张舟一起审查了上述项目,发现回流曲线是主要问题,因为过长的保温时间提前耗尽了助焊剂。除此之外,没有发现其它明显的问题。

当天工作结束时,帕蒂、罗伯和教授在总经理办公室碰面,准备晚饭后参观世博会。帕蒂不禁问道:“教授,你怎么既会普通话,又会广东话和上海话?

“事实上,我的闽南话也说得相当不错。”他回答道。

“你怎么做到的?”罗伯问道。

教授回答说:“我的父母都是传教士,与威克利夫圣经翻译团一起工作。”

“我小的时候,在多语言环境中长大。爸爸妈妈会说的语言比我更多,”教授回答道。帕蒂接着讲述了张舟对她似乎有好感以及自己是如何劝退他的。

“这就是当一个年轻、漂亮女士的负担。”罗伯嘲弄道。

帕蒂用肘推了他一下。他们都笑着下了出租车,前往世博会附近的一家餐厅。

帕蒂、皮特之后又会有哪些精彩的故事呢?敬请期待下集《案例分享(十九)解读:SMT PCB组装能力筛选测验》