Resolver el Problema de Vacío de QFN Con las Preformas de Soldadura
Viernes, 4 de Noviembre de 2011 por Dr. Ron Lasky [ver biografía]
Amigos,
Rob marcha hacia Guadalajara para resolver el problema de vacío de QFN…
{0><}0{>Cuando Rob se sentó en el avión, estaba fascinado por ir a GDL (Guadalajara, México) para ayudar a resolver el problema de vacío. El sabía que Patty estaría un poco irritada porque él le había pedido a Pete que fuera, pero ella era generosa, reconociendo que Rob se beneficiaría de un éxito en este esfuerzo.
Cuando el avión se preparó para el aterrizaje, Rob estaba preparándose para un viaje algo cómico a través de la aduana. Siempre pensó que el método de luz roja/luz verde para determinar si iban a revisar sus bolsos era inusual. Oh, bien, vayamos con la corriente.
El viaje desde el aeropuerto era aproximadamente de 40 kilómetros hasta la fábrica a través del bullicioso tráfico de GDL. Después de llegar a la planta Rob se sintió aliviado de ver que Miguel Mendoza estaba allí para encontrarse con él y Pete. Rob había trabajado con Miguel antes y lo respetaba como ingeniero de proceso. Miguel les dijo que estaba programada una reunión de lanzamiento con el GM del lugar, un colega de Estados Unidos llamado Grant Wilson.
Cuando la reunión comenzó, Rob se presentó a Wilson en español.
“Guau”, bromeó Wilson, “cuando me preguntan si yo soy bilingüe, trilingüe, o americano, yo tengo que decir americano". “Sin embargo, estoy tomando lecciones de español", continuó él.
Rob miró a Miguel y lo vio girar sus ojos. Sin embargo Rob pensó que era por lo menos un lindo gesto que Wilson estuviera tomando lecciones de español.
“Quizás alguien podría compartir qué acciones han sido realizadas y cuál es la situación”, sugirió Rob.
“Miguel, podrías darle a Rob una visión general de donde estamos”, pidió Wilson.
Miguel comenzó, “El índice de devolución de la garantía es 5% en teléfonos móviles Druida. Casi todos estos fracasos han sido rastreados a QFNs de alta potencia que tienen vacío significativo bajo la almohadilla térmica. El porcentaje de vacío es aproximadamente 50 a 70%. Casi una semana atrás obtuvimos el documento reciente de Derrick Herron, Dr Yan Liu y Dr Ning-Cheng Lee, Control de Vacío en Montaje de QFN, en la SMTAI 2011. Cambiamos nuestro diseño de esténcil, según lo sugerido en el documento, para permitir la ventilación de los volátiles de la soldadura en pasta y el vacío bajó de 30 a 50%.”
"¿Qué nivel de vacío sería aceptable?" preguntó Rob.
“No estamos seguros”, respondió Miguel.
“Entonces parece que tenemos dos temas, uno es determinar si el vacío de 30 a 50% está bien y el otro es ver si podemos reducirlo más”, comentó Grant Wilson razonablemente.
“Mi sensación es que debemos estar por debajo del 30% del rango", agregó Rob. “Esto podría requerir que utilicemos preformas de soldadura. El vacío es causado por la liberación de gases pero también por soldadura insuficiente”, concluyó Rob.
“Bien, ustedes dos vayan y resuelvan el problema y regresen. Tienen 3 días", ordenó Wilson.
Rob, Pete, y Miguel se encaminaron para comenzar su tarea. Rob estaba realmente contento que Pete estuviera allá. El era un experto en configurar y optimizar las máquinas de colocación de componentes que estaban en este lugar. Afortunadamente, Rob también había traído con él algunas preformas de soldadura, esperando que fueran necesarias. Una llamada al vendedor de QFN confirmó que el objetivo debería ser inferior al 30% de vacío. Rob miró los datos y las imágenes de rayos x del trabajo que Miguel y su equipo habían hecho para reducir el vacío mejorando la ventilación de los volátiles del fundente. Estaba impresionado. Sin embargo no pensaba que fuera suficiente.
(Diálogo traducido del español)
“Miguel, estoy casi seguro que deberemos utilizar preformas de soldadura en los dos QFN más críticos”, comenzó Rob. “Existen dos motivos principales para el vacío, el primero es que los volátiles del fundente forman vacío, el segundo es la falta de soldadura. La mayoría de las personas no comprenden que la soldadura en pasta es sólo un 50% por volumen de metal. En casos como éste, donde necesitamos realmente un vacío bajo, con frecuencia el único camino al éxito es utilizar preformas de soldadura para agregar soldadura en metal”, concluyó él.
Luego Rob le mostró a Miguel el documento de Seth Homer en SMTAI 2011 acerca de Minimizarel Vacío en Empaques de QFN Utilizando Preformas de Soldadura. Este documento describe los pasos del proceso necesarios para lograr un proceso exitoso de preforma de soldadura QFN. Rob y Miguel pasaron la mayor parte del día configurando una línea de montaje para montar las preformas de soldadura utilizando este documento como una guía. Ellos montaron 100 teléfonos y el nivel de vacío fue 10.5%.
Temprano en la mañana siguiente, ellos se reunieron con Grant Wilson.
“¿Por las sonrisas en sus caras, deduzco que tuvieron éxito?" preguntó Wilson.
Rob continuó explicando cómo ellos determinaron que eran necesarias las preformas de soldadura. El explicó el proceso y esperó las preguntas.
“¿Cuánto cuestan las preformas de soldadura?” preguntó Grant.
“Ellas cuestan aproximadamente $0.02 (US) en cantidad, sin embargo entiendo que su costo de garantía por teléfono de $200 es por lo menos $10 justo ahora (0.05x200)", respondió Rob.
“¿Debes bajar la velocidad del proceso realizado?” preguntó Wilson. “He sido fanático del trabajo que tú y Patty Coleman han hecho con El Profesor, ustedes me han convencido de la importancia del rendimiento”, concluyó él.
"El Profesor ha señalado que una línea casi nunca está completamente equilibrada. Sus colocadores flexibles están esperando cuatro segundos para los disparadores de chip. Nosotros colocamos las preformas en el colocador flexible y subimos ambas máquinas optimizando la colocación del alimentador. El tiempo del ciclo es ahora 1.25 segundos más rápido para el 3 teléfono por tarjeta de PCB”, respondió Rob.
“Tengo curiosidad, ¿cuál es el desafío más grande?” preguntó Grant.
“Rob señaló que la colocación correcta de la preforma en el depósito de la soldadura en pasta para la parte del procesador de calor del QFN es crítico. Nosotros necesitábamos asegurarnos que la preforma estaba ajustada en la pasta lo suficientemente lejos para dejar una aro de pasta alrededor de la preforma para asegurar una buena unión con el QFN. No habríamos hecho esto sin Pete, realmente él conoce las máquinas de colocación", respondió Miguel.
Entonces Miguel mostró a Wilson una imagen del documento de Seth Homer que expone esta situación.
“Chicos gracias por el grandioso trabajo. Tengo que admitir que realmente no sabía nada acerca de las preformas de soldadura, antes de hoy. ¡En ciertos casos es obvio que ellos pueden salvar vidas!” Grant resumió la situación.
“Para celebrar su éxito, los invito a cenar esta noche en Santo Coyote, encontrémonos allí a las 7PM,” sugirió Wilson.
“Gracias”, Rob, Pete, y Miguel dijeron al unísono.
Santo Coyote era el restaurante favorito de Rob en Guadalajara, pero era el de Patty también. Rob estaba un poco triste porque ella no podía unirse.
Epílogo: Tres meses después se confirmó que el índice de devolución de la garantía estaba acercándose a cero. Miguel fue ascendido a ingeniero senior por su participación en la solución a este costoso problema.
Saludos,
Dr. Ron
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