Résoudre le problème de vide QFN à l'aide de préformes de brasage

Vendredi 4 novembre 2011 par le Dr. Ron Lasky [voir biographie]

Les amis,

Rob part à Guadalajara pour résoudre le problème de vide QFN ......

Alors que Rob était assis dans l’avion, il était impatient d’arriver à GDL (Guadalajara au Mexique) pour aider à résoudre ce problème de vide. Il savait que Patty serait un peu vexée qu'il ait demandé à Pete de l'accompagner mais elle a eu la grâce d’admettre que Rob remporterait du succès dans cet effort.

Alors que l’avion faisait des cercles avant d’atterrir, Rob se préparait à un voyage comique pour passer la douane. Il a toujours pensé que la méthode du feu rouge/vert pour déterminer si vous deviez chercher vos bagages était inhabituelle. Mais bon, il faut suivre le mouvement.

Le trajet depuis l’aéroport était d’environ 40 kilomètres jusqu’à l’usine à travers la circulation folle de GDL. Une fois arrivé à l’usine, Rob a été soulagé de voir que Miguel Mendoza était là pour les accueillir lui et Pete. Rob avait travaillé avec Miguel dans le passé et l’avait respecté en tant qu'ingénieur spécialiste des procédures. Miguel leur dit qu'une réunion de lancement était prévue avec le responsable du site, un américain appelé Grant Wilson.

Lorsque la réunion a commencé, Rob s’est présenté à Wilson en espagnol.

« Waow » fit Wilson « lorsqu'il m’a demandé si j’étais bilingue, trilingue ou américain et que j’ai répondu que j’étais américain. » « Mais, je prends des leçons d’espagnol » a t-il poursuivi.

Rob a regardé Miguel et a vu qu’il écarquillait les yeux. Mais Rob a pensé que c’était quand même une délicate attention que Wilson prenne des leçons d’espagnol.

« Peut être que quelqu’un pourra partager les mesures qui ont été prises et quelle est la situation », a suggéré Rob.

« Miguel, pouvez-vous donner un aperçu d’où nous en sommes à Rob », demanda Wilson.

Miguel commença, “Le taux de retour en garanti est de 5 % pour les téléphones Druid. Presque toutes ces pannes ont été rattachées à des QFN à tension élevée qui présentent un vide important sous le coussin thermique. Le pourcentage de vide est d’environ 50à 70 %. Il y a environ une semaine nous avons obtenu le dernier article de Derrick Herron, du Dr Yan Liu et du Dr Ning-Cheng Lee, Voiding Control at QFN Assembly, lors de SMTAI 2011. Nous avons modifié la présentation du stencil, tel que cela est suggéré dans l’article afin de permettre l’aération des substances volatiles de la pâte de brasage et le vide à chuté de 30 à 50%. »

« Quel niveau de vide serait acceptable? » Demanda Rob.

« Nous ne sommes pas sûrs » a répondu Miguel.

« Il semble donc que nous ayons deux problèmes, un consiste à déterminer si 30 à 50% de vide est OK et l’autre consiste à voir si nous pouvons encore le réduire » a raisonnablement commenté Grant Wilson.

« Mon avis est que nous devons passer en dessous de 30% » a ajouté Rob. « Cela peut nécessiter que nous utilisions des préformes de brasage. Le vide est provoqué par le dégazage mais aussi par un brasage insuffisant » a conclu Rob.

« OK, vous deux allez résoudre le problème et revenir vers moi. Vous avez 3 jours » a ordonné Wilson.

Rob, Pete et Miguel sont partis pour commencer leur mission. Rob était vraiment content d’avoir Pete. Il était spécialisé en installation et optimisation des machines de positionnement de compléments sur son site. Heureusement, Rob avait aussi amené des préformes avec lui, en s’attendant à en avoir besoin. Un appel au fournisseur de QFN a confirmé que moins de 30% de vide devait être l’objectif. Rob a examiné les données et les images aux rayons x du travail que Miguel et son équipe avaient fait pour réduire le vide en améliorant l'aération des éléments volatiles du liquide. Il était impressionné. Mais il a pensé que cela ne suffirait pas.

(Dialogue traduit de l’espagnol)

« Miguel, je suis presque sûr que nous aurons besoin d’utiliser les préformes de brasage sur les deux QFN les plus cruciaux » commença Rob. Le vide a deux causes principales, la première est les éléments volatiles du liquide qui forment des vides, la deuxième est l'appauvrissement du brasage.

Rob a ensuite montré à iguel l’article de Seth Homer au SMTAI 2011 Minimizing Voiding in QFN Packages Using Solder Preforms. Cet article décrit les étapes de la procédure nécessaires pour parvenir à une procédure de préforme de brasage QFN avec succès. Rob et Miguel ont passé la majeure partie de la journée à élaborer une chaîne d’assemblage pour assembler à l’aide des préformes de brasage en utilisant cet article comme guide. Ils ont assemblé 100 téléphones et le niveau de vide était de 10,5 %.

Tôt le matin suivant, ils ont rencontré Grant Wilson.

« A en juger par les sourires sur vos visages, je pense que vous avez réussi? » Demanda Wilson

Rob a poursuivi pour expliquer comment ils avaient déterminé les préformes de brasage nécessaires. Il a expliqué la procédure et a attendu les questions.

« Quel est le coût des préformes? » Demanda Grant.

« Environ 0,02$ en gros mais sachez que votre coût de garantie par téléphone de 200$ est d’au moins 10$ actuellement (0,05x200) » a répondu Rob

« Avez-vous du ralentir la procédure  ? » Demanda Wilson. Je suis un fan du travail que vous et Patty Coleman avait réalisé avec le Professeur, vous m’avez convaincu de l’importance du résultat », a t-il conclu.

« Le Professeur a souligné qu’aucune chaîne n’était jamais entièrement équilibrée. Vos dispositifs de placement flexibles attendaient les déclencheurs de la puce pendant quatre secondes. Nous avons placé les préformes sur le dispositif de placement flexible et nous avons réglé les deux machines en optimisant le placement de l’alimentation. La durée du cycle est maintenant de 1,25 seconde pour la carte de 3 téléphones par circuit imprimé » a répondu Rob.

« Je suis curieux, quel était le plus grand défi ? » Demanda Grant.

« Rob souligna que le placement correct de la préforme sur le dépôt de pâte de brasage pour la partie du réservoir de chaleur du QFN est crucial. Nous devions nous assurer que la préforme était poussée assez loin dans la pâte pour laisser un rond de pâte autour de la préforme et garantir une bonne correspondance avec le QFN. Nous n’aurions pas pu faire cela sans Pete, il connaît vraiment le placement des machines » a répondu Miguel.

Miguel a ensuite montré à Wilson une image de l’article de Seth Homer montrant cette situation.

« Les gars, merci pour cet excellent travail. Je dois admettre que je ne connaissais rien sur les préformes de brasage avant aujourd'hui. Dans certains cas, il est évident qu'elles peuvent nous sauver la vie ! » Grant a résumé la situation.

« Pour fêter notre réussite, je vous invite à dîner ce soir au Santo Coyote, retrouvons-nous là-bas à 19h » a suggéré Wilson.

« Merci » dirent Rob, Pete et Miguel en chœur.

Santo Coyote était le restaurant préféré de Rob à Guadalajara, mais aussi celui de Patty. Rob était un peu triste qu’elle ne puisse pas les rejoindre.

Epilogue : Trois mois plus tard, il fut confirmé que le taux de renvoi en garantie était proche de zéro. Miguel fut promu ingénieur responsable pour sa participation à la solution de ce problème coûteux.

Au plaisir,

Dr. Ron

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