Üç kelime önemlidir: önce geometri, her zaman.
Makine dokunmadan önce parçanın kendisi zaten yanlışken yerleştirme kafalarını, nozül vakumunu, besleyici hatvesini veya yeniden akış profilini suçlayan çok fazla SMT ekibi gördüm. Bu kötü bir teşhistir ve kötü teşhis pahalıdır. Bir martı kanadı ucu eğilmiş, bükülmüş veya amaçlanan oturma düzleminin dışına oturmuş olarak geldiğinde, alma ve yerleştirme makinesi sorunu “çözmez”. Sadece hatayı daha hızlı otomatikleştirir.
Ve işte acı gerçek. Verim hedefleriniz ne kadar sıkı olursa, hattınızın özensiz bileşen geometrisine karşı sabrı da o kadar azalır. Şubat 2024'te IPC, elektronik üreticilerinin 66%'sinin artan işçilik maliyetleriyle karşı karşıya olduğunu ve 44%'den fazlasının artan malzeme maliyetleri gördüğünü söyledi, bu da kaçınılabilir her yeniden işleme döngüsünün birkaç yıl öncesine göre daha fazla zarar verdiği anlamına geliyor. İsraf artık bir yan sorun değil; marjı hemen etkiliyor. IPC'nin Şubat 2024 sektör güncellemesi bunu oldukça açık hale getiriyor. (electronics.org)
Kurşun eş düzlemliliği neden yanlış teşhis ediliyor?
Uç eş düzlemliliği, bir bileşenin uçlarının bir oturma düzlemine göre dikey tutarlılığıdır. Basitçe ifade etmek gerekirse, yerleştirme sırasında lehim pastasına değmesi gereken tüm uçların kabaca aynı yükseklikte ve açıda olması gerekir; sendelemiş, yaylanmış veya yarı kalkık bir durumda değil. Bu kulağa çok açık geliyor. Ama değil. Yoğun hatlarda, insanlar genellikle semptomu geç fark eder ve yanlış nedeni erken adlandırır.
Peki ne oluyor? Bir parça yer değiştirir. Hatta 2D'de “yeterince yakın” görünüyor. Sonra bir köşe yüzer, bir parmak ucu zar zor ıslanır veya gövde yeniden akış sırasında eğilir. Kusur aşağı yönde ortaya çıkar, ancak hata yukarı yönde başlamıştır.
Bir Ocak 2024 SMT montajı hakkında Melexis uygulama notu bu konuda alışılmadık derecede açık sözlüdür: eş düzlemliliği lehimleme kalitesine ve nihai dikey eğime bağlar, eş düzlemliliği ölçmek için JESD22-B108'e atıfta bulunur ve uç bükme açısı varyasyonunun önemli bir etken olduğunu belirtir. Ayrıca, çoğu operatörün yerde asla duymadığı pratik bir tasarım kuralına da dikkat çekiyor: Bu örnekte, 6 mil veya 152 μm'lik bir lehim pastası kalınlığı ile basılı lehim pastasına düzgün temas için kurşun bükme açısı en az 90 ° olmalıdır. (Melexis)
Bu yüzden “küçük kurşun deformasyonu” ifadesini sevmiyorum. Kime göre küçük? Tepsilere bakan alıcı için mi? Belki. Artık eşit olmayan ilk temas basıncına ve dengesiz ıslatma geometrisine sahip olan lehim bağlantısı için mi? Hiç de önemsiz değil.
Son kanıtlar sorun hakkında ne söylüyor
Bu eski usul SMT paranoyası değil. Ambalaj daha yoğun, daha küçük ve daha az bağışlayıcı hale geliyor. MIT'den Duane Boning'in de aralarında bulunduğu araştırmacılar tarafından kaleme alınan 2024 tarihli bir inceleme, yüksek yoğunluklu paketlemenin yeni paket performansı ve güvenilirlik sorunları yarattığını ve güvenilirliğin otomotiv, endüstriyel ve bulut pazarlarında en önemli öncelik haline geldiğini söylüyor. Bu insanları uyandırmalı. Paket artık silikonun etrafındaki pasif bir kutu değil; aktif bir verim değişkeni. Mikroelektronik Ambalaj Güvenilirlik Testinde Modern Trendler bunu yeterince açık bir şekilde söylüyor. (MDPI)
NIST, 2024 ECTC özel oturum raporunda benzer bir şey söyledi: metroloji, paketleme ve montajda çok önemli bir rol oynamaktadır ve kalite, verim ve üretim verimliliğini desteklemek için daha iyi ölçüme ihtiyaç vardır. Ben de katılıyorum. Güçlü görüşler bir yana, sorunun merkezi burası: geometrik ölçümü isteğe bağlı olarak ele alan fabrikalar, verimi umuda bağlıyor. NIST'in mikroelektronik metrolojisine ilişkin 2024 raporu ölçümü doğrudan hassasiyet, güvenilirlik, verim ve verimlilikle ilişkilendirir. (NIST)
Ve burada üretici tarafında da pratik bir sinyal var. 2024 yılında Intel, N15168 paket çizimi ve N33898 çizimi de dahil olmak üzere çok sayıda paket mekanik çiziminde eş düzlemlilik ve düzlük değerlerini revize etti. Bunu statik bir katalog spesifikasyonu olarak değil, canlı bir mühendislik gerçekliği olarak okuyorum: paket eş düzlemlilik sınırları hala geliştiriliyor çünkü değişken gerçek montaj koşullarında önemli. Bu bir çıkarım, evet, ama temellendirilmiş bir çıkarım. Intel paket çizimi N15168 BGA bilye eş düzlemliliği ve alt taraf düzlüğü için 2024 güncellemesini gösterir ve Intel paket çizimi N33898 2024 eş düzlemlilikle ilgili revizyonları da göstermektedir. (cdrdv2-public.intel.com)
Yerleştirmeden önce bileşen düzlüğünün gerçekten kaybolduğu yerler
Tek bir yerde değil. Sorun da bu zaten.
Bazen hasar paketleme ve nakliye sırasında başlar. Bant cebi geometrisi kapalı. Tepsi istifleme basıncı çok yüksektir. Nem kontrolü göz ardı edilir, sonra birisi parçaları kötü pişirir ve mekanik bozulmaya neden olur. Bazen tedarikçinin kurşun şekillendirme süreci sapar. Bazen gelen denetim çok sığdır ve bükülmüş kurşun partisi kayar çünkü numune boyutu risk için değil hız için seçilmiştir.
Ve evet, bazen buna kendi ekibiniz neden olur. Elle taşıma. Kısmi makara hasarı. Kötü yeniden donatma. Garip besleyici yüklemesi. “Yeniden akışta kendiliğinden düzelir” düşüncesine çok fazla güvenmek. Düzelmez. Güvenilir bir şekilde değil.
Martı kanadı paketleri için, aramaya başladığınızda tehlike bölgesi açıktır: uç parmak yüksekliği varyasyonu, düzensiz topuk geometrisi, bükülmüş köşeler, gövde kayası ve oturma düzleminde asimetrik duruş. QFP'ler ve güç paketleri için, bir uç sırası bir açıdan kabul edilebilir görünebilir ve yine de üç boyutlu uzayda yanlış olabilir. Bu nedenle ciddi bir SMT denetim sistemi Yazıcı hizalamasını veya nozul aşınmasını suçlamaya başlamadan önce bu işi hak ediyor.
Ben daha da ileri giderdim. Hat kurulumunuz hala sayısallaştırılmış geometrik kontrollerden çok operatörün görüşüne bağlıysa, modern bir süreç kontrol disiplini uygulamıyorsunuz demektir. Doğaçlama yapıyorsunuz.
Nozul hiç inmeden önce ayarlanması gerekenler
Burada sihirli bir çözüm olduğuna inanmıyorum. Sıkıcı bir disipline inanıyorum. Para kazandıran türden.
İlk olarak, gelen kriterleri paket ailesine göre sıkılaştırın. SOIC, QFP, SOT, tek biçimli martı kanadı ve özel sensör paketleri için tek bir genel kabul/red mantığı kullanmayın. Geometri modları farklıdır, bu nedenle eleme kuralları da farklı olmalıdır.
İkinci olarak, kozmetik deformasyonu lehimlenebilirlik deformasyonundan ayırın. Çizilmiş bir gövde başka bir şeydir. Macuna karşı teması değiştiren bir uç açısı kayması başka bir şeydir. Melexis notu, bu ayrımı zorladığı ve açı değişimini gerçek lehimleme davranışına bağladığı için yararlıdır. (Melexis)
Üçüncü olarak, parça ailesinin bilinen bir bükülmüş uç, tepsi eğriliği veya uzun nakliye mesafesi geçmişi varsa, yerleştirmeden önce gövde düzlüğünü ve uç duruşunu doğrulayın. Bu, düşük hacimli işler için daha agresif gelen kontroller kadar basit veya yüksek hacimli hatlarda yerleştirme öncesi görüş kapıları kadar yapılandırılmış olabilir.
Dördüncüsü, bakım ve kalite ayrı konularmış gibi davranmayı bırakın. Yıpranmış mekanikler, sınırdaki bileşenlerin daha da kötü görünmesine neden olur. Sürüklenen bir kafa, tutarsız z-yüksekliği doğrulaması, zayıf vakum veya yapışkan yemlik sunumu, kötü bir parçanın davranışını büyütecektir. Bu yüzden fabrikaları çift olarak görmeyi tercih ederim süreç kali̇te kaynaklari uygun bir şekilde eğitim ve satış sonrası destek izole makine ince ayarlarının peşinden koşmak yerine.
Beşinci olarak, ne zaman kontrol altına alacağınızı bilin. Eğer bir lot sistematik kurşun eş düzlemlilik kayması gösteriyorsa, “üretimin bunu yargılamasına izin vermeyin”. Karantinaya alın. Tedarikçi parti geçmişini gözden geçirin. Makara, tepsi ve tarih kodu davranışını karşılaştırın. Daha sonra düzeltmenin, yeniden elemenin veya reddetmenin mantıklı olup olmadığına karar verin.
Pratik bir yerleştirme öncesi karar tablosu
İşte gerçek bir zeminde kullanacağım çerçeve.
| Yerleştirmeden önce gözlemlenen durum | Büyük olasılıkla kök neden | Acil eylem | Akıllı bir sonraki adım |
|---|---|---|---|
| Martı kanadı paketinde bir köşe kurşun kalktı | Kurşun form kayması veya taşıma hasarı | Otomatik yerleştirme için lotu kullanmayı bırakın | Makara/tepsi pozisyonları arasında numuneleri karşılaştırın; tedarikçiye iletin |
| Tüm paket oturma kontrolünde sallanıyor | Gövde çözgüsü veya düzensiz kurşun sırası | Lotu tutun ve görüş veya gösterge fikstürü ile doğrulayın | Bu paket ailesi için daha sıkı gelen denetimi ekleyin |
| Aynı cihaz ailesi üzerinde tekrarlanan yerleştirme sonrası eğim | Eş düzlemlilik artı marjinal z-kontrolü | Önce parça geometrisini, ardından makinenin z-tekrarlanabilirliğini kontrol edin | Kafa kalibrasyonunu ve pakete özel tarifi gözden geçirin |
| Yeniden akıtmadan sonra, aksi halde kararlı baskı ile aralıklı açılmalar | Eşit olmayan ilk kurşun-macun teması | Denetim kurşun açısı ve oturma düzlemi davranışı | AOI/SPI trend verileri ile çapraz kontrol |
| Sorun yalnızca uzun süre depolanmış makaralarda görülür | Depolama, nem veya ambalaj stresi | Etkilenen envanteri ayırın | Depolama kontrollerini ve raf ömrü politikasını yeniden gözden geçirin |
| Makara değişiminden sonra kusur oranı artıyor | Besleyici yüklemesi veya hasarlı ambalaj | Makaradan çıkan ilk bileşenleri inceleyin | Makara işleme ve ilk makale onayını standartlaştırın |
Bu masa göz alıcı değil. Güzel. Verim işi nadiren öyledir.
Daha geniş hücre tabanlı hatlar oluşturan fabrikalar için tam da bu noktada Anahtar teslim SMT hattı çözümleri ve sağ alma ve yerleştirme makinesi portföyü önemli: denetim mantığı, reçete kontrolü ve makine davranışının birbiriyle savaşmasını değil, birbirini güçlendirmesini istersiniz.
Bunu erken fark eden operatörler en çok tasarruf edenlerdir
Güçlü bir görüş mü istiyorsunuz? İşte burada. Birçok SMT tesisindeki en değerli kişi, yeniden akış kimyasını cilalı PowerPoint slaytlarında açıklayabilen kişi değildir. Bu bileşen bir saatlik hat zamanını ve iki tur tartışmayı yakmadan önce biraz yanlış bir kurşun duruşunu gören operatör veya mühendistir.
Çünkü kötü eş düzlemlilik bir kez yerleşime ulaştığında, kusur ağacı yayılır. Denetim zamanını boşa harcarsınız. Yanlış kök neden arayışlarını tetiklersiniz. Asla üretilmemesi gereken panoları yeniden işlersiniz. Parça zaten uygunsuzken makine kapasitesine olan güveni zedelersiniz.
Bu yüzden çalışmayı tercih ederim SMT üretiminde müşteri vakaları “Yerleştirme doğruluğu çoğu montaj sorununu çözer” şeklindeki endüstri klişesini tekrarlayıp durmak yerine denetim mantığını sıkılaştırın. Çözmez. Yerleştirme doğruluğu, yerleştirme doğruluğu sorunlarını çözer. Geometri kusurları farklı bir konudur.
SSS
SMT montajında kurşun eş düzlemliliği nedir?
SMT montajında uç eş düzlemliliği, bir bileşenin uçlarının PCB ile ortak bir oturma ilişkisini paylaştığı ve böylece yerleştirme sırasında lehim pastasına eşit şekilde temas edebildikleri durumdur; bir veya daha fazla uç yüksek, alçak veya yanlış açıda oturduğunda, lehim bağlantısı oluşumu kararsız hale gelir ve kusur riski artar.
Bu doğrudan tanımdan sonra, pratik çıkarım basittir: eş düzlemlilik sadece bir çizim toleransı değildir. İlk macun temasını, yeniden akış sırasında kendi kendine hizalama davranışını, son bağlantı şeklini ve paketin termal yük altında düz durup durmadığını veya eğilip eğilmediğini etkiler. Melexis'in 2024 uygulama notu, eş düzlemliliği lehimleme kalitesi ve nihai dikey eğim ile açıkça ilişkilendirmektedir. (Melexis)
Yerleştirmeden önce kurşun eş düzlemliliğini nasıl düzeltirsiniz?
Yerleştirmeden önce uç eş düzlemliliğini düzeltmek, parçaları alma ve yerleştirme döngüsüne ulaşmadan önce oturma düzlemi sapması, uç açısı kayması veya bükülmüş terminaller açısından taramak, ardından yerleştirme kafasının veya yeniden akış fırınının kötü bileşen geometrisini telafi etmesini ummak yerine muhafaza, tedarikçi yükseltme, yeniden tarama veya kontrollü yeniden şekillendirme kullanmak anlamına gelir.
Gerçek üretimde, parti ayrımı, paket ailesine özgü gelen kontrolleri ve makara değişikliklerinden sonra ilk parça doğrulaması ile başlardım. Kusur sistematikse, bu bir tedarikçi veya paketleme sorunudur. Eğer düzensizse, elleçleme, depolama ve besleyici yüklemesine bakın. Yapmayacağım şey, sırf “çoğunlukla iyi görünüyor” diye partiyi ileri itmektir.”
Martı kanadı kurşun eş düzlemliliği neden bu kadar hassastır?
Martı kanadı uç eş düzlemliliği hassastır çünkü lehim bağlantısı, parça ıslak lehim pastasıyla buluştuğu anda uç açısına, parmak temasına ve oturma düzlemi tutarlılığına bağlıdır, bu nedenle küçük varyasyonlar bile eğimi, ıslatma dengesini ve açık bağlantı riskini birçok ekibin beklediğinden daha fazla değiştirebilir.
İşte tam da bu nedenle 2024 Melexis notu, uygun temas için en az 90°'lik bir uç bükme açısı gibi martı kanadı SMT tasarım kurallarını vurgulamakta ve eş düzlemliliği ölçmek için JESD22-B108'e atıfta bulunmaktadır. Paket tembel geometriyi affetmez. Sonra seni ele verir. (Melexis)
Daha iyi metroloji SMT verimini gerçekten artırıyor mu?
Daha iyi metroloji SMT verimini artırır çünkü görünmez geometrik varyasyonu ölçülebilir süreç girdisine dönüştürerek mühendislerin parça kusurlarını makine kusurlarından ayırmasına ve bu maliyetler baskı, yerleştirme, inceleme ve yeniden akışa yayılmadan önce önlenebilir hurda, yeniden işleme ve yanlış sorun gidermeyi durdurmasına olanak tanır.
NIST'in 2024 ambalaj metrolojisi raporu, ölçümü doğrudan kalite, verim ve üretim verimliliğiyle ilişkilendiriyor ve bence bu doğru bir çerçeve. Metroloji evrak işi değildir. Bu marj korumasıdır. (NIST)
Hattınız açıklanamayan eğim, zayıf bağlantılar veya “gizemli” yeniden akış sonrası açılmalarla mücadele ediyorsa, sadece makineye bakmayı bırakın. Parça ile başlayın. Geometri kontrollerinizi gözden geçirin, oturma düzlemini inceleyin ve yerleştirme öncesi kapıyı sıkın. Paranın dışarı sızdığı yer burasıdır.
