Das QFN-Voidingproblem mit Lotformteilen lösen

Freitag, 4. November 2011, von Dr. Ron Lasky [Biographie ansehen]

Hallo Leute,

Rob geht nach Guadalajara, um das QFN-Voidingproblem zu lösen......

Als Rob im Flugzeug saß, freute er sich darauf, nach GDL (Guadalajara, Mexiko) zu gehen, um bei der Lösung des Voidingproblems zu helfen. Er wusste, dass Patty ein wenig verärgert sein würde, weil er Pete darum gebeten hat mitzukommen, aber sie war gnädig und erkannte, dass Rob vom Erfolg dieser Bemühung profitieren würde.

Als das Flugzeug zum Laden kreiste, bereitete sich Rob auf den spaßigen Trip durch den Zoll vor. Er fand schon immer, dass die Methode mit dem roten Licht/grünen Licht, um zu bestimmen, ob sie die Taschen durchsuchen würden, etwas ungewöhnlich war. Aber gut, schwimm' mit dem Strom.

Die Reise vom Flughafen zur Fabrik war eine etwa 40 Kilometer lange Fahrt durch GDL's regen Verkehr. Nachdem Rob am Werk angekommen war, stellte er erleichtert fest, dass Miguel Mendoza ihn und Pete empfing. Rob hatte mit Miguel in der Vergangenheit zusammen gearbeitet und respektierte ihn als Verfahrenstechniker. Miguel erzählte ihnen, dass ein erstes Meeting mit dem Bauoberleiter geplant war, einem Kollege aus den USA namens Grant Wilson.

Als das Meeting begann, stellte sich Rob Wilson in Spanisch vor.

“Wow”, kicherte Wilson, “wenn ich gefragt werde, ob ich zweisprachig, dreisprachig oder Amerikaner bin, sage ich, dass ich Amerikaner bin.” “Ich nehme allerdings Spanischunterricht”, fuhr er fort.

Rob schaute Miguel an, der die Augen verdrehte. Rob fand jedoch, dass es eine nette Geste war, Spanischunterricht zu nehmen.

“Vielleicht könnte jemand erzählen, was getan wurde und wie der Status ist”, schlug Rob vor.

“Miguel, könntest du Rob einen Überblick über die Situation geben?” fragte Wilson.

Miguel begann: “Die Garantierücksenderate von Druid-Handys liegt bei 5%. Fast all diese Fehler gehen auf leistungsstarke QFNs zurück, die erhebliches Voiding unter dem Thermal-Pad aufweisen. Der Voding-Prozentsatz liegt bei etwas 50-70%. Vor ungefähr einer Woche haben wir Derrick Herron, Dr Yan Liu und Dr Ning-Cheng Lee’s neuestes Dokument Voiding Control at QFN Assembly auf der SMTAI 2011 erhalten.  Wir haben, wie im Dokument beschrieben, unser Schablonendesign geändert, um ein Ausgasen der leichtflüchtigen Lötpastenbestandteile zu ermöglichen und das Voiding ging auf 30 bis 50% runter.

“Wie viel Voiding wäre akzeptabel?”,  fragte Rob.

“Wir sind uns nicht sicher”, antwortete Miguel.

“Es scheint also, als hätten wir zwei Probleme. Eines ist, dass wir schauen müssen, ob 30 bis 50% Voiding in Ordnung sind, und das andere Problem ist, dass wir schauen müssen, ob wir das Voiding noch weiter reduzieren können”, kommentierte Grant Wilson.

“Ich schätze, dass wir im Bereich von unter 30% sein müssen”, fügte Rob hinzu. “Dafür müssen wir unter Umständen Lotformteile verwenden. Voiding wird durch Ausgasen verursacht, aber auch durch nicht genügend Lot”, beendete Rob.

“Gut, ihr beide löst das Problem und kommt zurück zu mir. Ihr habt 3 Tage”, kommandierte Wilson.

Rob, Pete und Miguel zogen los, um mit Ihrer Aufgabe zu beginnen. Rob war wirklich froh, dass Pete dabei war.  Er war ein Experte beim Einrichten und Optimieren der Komponentenplatzierungsmaschinen, die in diesem Werk waren.  Glücklicherweise hat Rob auch ein paar Lotformteile mitgenommen, da er erwartet hatte, dass sie von Nöten wären. Ein Anruf beim QFN-Verkäufer bestätigte, dass weniger als 30% Voiding das Ziel sein sollte. Rob schaute sich die Daten und Röntgenbilder der Arbeit an, die Miguel und sein Team getan hatten, um das Voiding zu reduzieren, indem sie das Ausgasen der leichtflüchtigen Flussmittelbestandteile verbesserten. Er war beeindruckt, aber er glaubte nicht, dass es reichen würde.

(Der Dialog ist aus dem Spanischen übersetzt)

“Miguel, ich bin mir fast sicher, dass wir Lotformteile bei den beiden wichtigsten QFNs verwenden müssen”, begann Rob. “Es gibt zwei Hauptgründe für Voiding. Der erste ist, dass flüchtige Flussmittelbestandteile Voids bilden, und der zweite ist Lotmangel. Die meisten Leute wissen nicht, dass Lötpaste nur zu 50% nach Volumen aus Metall besteht. In Fällen wie hier, in denen wir wirklich niedriges Voiding erforderlich ist, sind Lotformteile häufig der einzige Weg zum Erfolg, um Lötmetall hinzuzufügen”, beendete er.

Rob zeigte Miguel Seth Homer’s SMTAI 2011 Dokument Minimierung von Voiding in QFN-Packungen durch Verwendung von Lotformteilens. Dieses Dokument beschreibt die nötigen Verfahrensschritte, um ein erfolgreiches QFN-Lotformteilverfahren zu erreichen. Rob und Miguel verbrachten die meiste Zeit des Tages mit dem Einrichten eines Fließbands, um die Montage mit Lotformteilen einzurichten, wobei sie dieses Dokument als Handbuch verwendeten. Sie montierten 100 Handys und das Voidinglevel lag bei 10,5%.

Früh am nächsten Morgen trafen sie sich mit Grant Wilson.

“Dem Lächeln nach zu urteilen scheint ihr erfolgreich gewesen zu sein?”,  fragte Wilson.

Rob fuhr damit fort zu erklären, wie sie bestimmt hatten, dass Lotformteile benötigt werden. Er erklärte das Verfahren und wartete auf Fragen.

“Was kosten Lotformteile?”,  fragte Grant.

“Sie kosten ungefähr 0,02 $ (US) pro Stück. Du musst jedoch sehen, dass die Garantiekosten pro 200 $-Handy momentan bei mindestens 10 $ liegen (0,05x200)”, antwortete Rob.

“Musstest du das Verfahren verlangsamen?”,  fragte Wilson. “Ich bin ein Fan von der Arbeit, die du und Patty Coleman mit Dem Professor getan haben. Ihr habt mich von der Wichtigkeit des Durchsatzes überzeugt”, beendete er.

“Der Professor hat darauf hingewiesen, dass ein Fließband fast nie ausgeglichen ist. Eure flexiblen Bestücker warteten 4 Sekunden auf die Chip Shooter. Wir haben die Formteile auf den Bestücker gelegt und beide Maschinen abgestimmt, indem wir die Feeder-Platzierung optimiert haben. Die Durchlaufzeit ist nun 1,25 Sekunden schneller für die 3 Handys pro PCB-Karte”, antwortete Rob.

“Ich bin neugierig, was war die größte Herausforderung?”,  fragte Grant.

“Rob hat darauf hingewiesen, dass die korrekte Platzierung des Formteils auf der Lötpastendepot für den Kühlkörperteil der QFN enorm wichtig ist. Wir mussten sicherstellen, dass das Formteil weit genug in die Paste gedrückt war, um einen Pastenring um das Formteil herum zu lassen, damit eine gute Verbindung mit der QFN gewährleistet ist.  Das hätten wir nicht ohne Pete geschafft. Er kennt sich wirklich mit den Platzierungsmaschinen aus”, antwortete Miguel.

Dann zeigte Miguel Wilson ein Bild von Seth Homer’s Dokument, welches diese Situation zeigte.

“Jungs, vielen Dank für die hervorragende Arbeit. Ich muss gestehen, dass ich bis heute nicht wirklich etwas über Lotformteile wusste. Es ist offensichtlich, dass sie in manchen Situationen Lebensretter sein können!”,  fasste Grant die Situation zusammen.

“Um unsren Erfolg zu feiern, lade ich euch heute Abend zum Essen ins Santo Coyote ein. Treffen wir uns um 19 Uhr”, schlug Wilson vor.

“Danke”, sagten Rob, Pete und Miguel gleichzeitig.

Santo Coyote war Rob’s Lieblingsrestaurant in Guadalajara, aber auch Patty's. Rob war ein wenig traurig, dass sie nicht bei ihnen sein konnte.

 Nachwort: Drei Monate später wurde bestätigt, dass sich die Garantierücksenderate der Null näherte.  Miguel wurde als Dank für seinen Anteil an der Lösung des kostspieligen Problems zum leitenden Ingenieur befördert

Bis bald!

Dr. Ron

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