解决预成型焊片的封装空洞问题

周五，2011年11月4日， Dr. Ron Lasky [浏览简历]

大家好,

Rob 正前往瓜达拉哈拉去解决封装空洞的问题……

Rob坐上了飞机，他很高兴能够去  GDL ( 墨西哥瓜达拉哈拉市) 帮助解决空洞的问题。他知道Patty 可能有点不高兴，因为他只让Pete跟他一块去，但是她恨通情达理，知道Rob 会从这次努力中获得成功。

飞机盘旋着着陆，Rob正在等待通过海关开始这次有趣的旅行。他总认为红光/ 绿光检测乘客包裹的方法不正常。哎，顺其自然吧。

从机场乘车穿过GDL 繁忙的交通，约40公里到达工厂。抵达工厂后，Rob觉得很安心，因为 Miguel Mendoza 正在那迎接他和Pete。 Rob 曾跟Miguel 共事过，并且很尊重他作为工艺工程师的工作。Miguel 告诉他们有一个原定的与总经理Grant Wilson的会议，他是来自美国公司的同事。

会议开始后，Rob 用西班牙语向Wilson 介绍了自己。

“噢,” Wilson 轻声笑了一下, “当我被问及是否精通两到三种语言，或者是英语时，我不得不说我只是个美国人啊。” “但是，我上过西班牙语课，” 他补充说。

Rob 看了一眼 Miguel ，看到Miguel翻了下白眼。但是 Rob 想Wilson 说上过西班牙语课，这起码还算是个不错的姿态。

“可否请你们介绍下目前已经采取了哪些行动，并且现在是一个什么状况了，” Rob 提议说。

“Miguel, 请你给Rob 概述下我们目前的状况，” Wilson说。

Miguel 开始了介绍, “德鲁伊手机保修期限内的送还率为5% 。几乎所有的故障都是因为大功率封装过程造成散热焊盘下面出现了严重的空洞。 空洞百分比大体为50-70%.。大约一周以前，我们拿到了2011年国际表面贴装技术协会大会（SMTAI 2011）上，Derrick Herron, Dr Yan Liu 和 Dr Ning-Cheng Lee的最新论文— 《封装装配中的空洞控制》, 根据论文中的建议，我们改进了模板设计，使焊锡膏产生的挥发物和空洞下降到 30% 至50%。”

“你们可以接受的空洞水平是多少 ?” Rob 问到。

“我们不确定，” Miguel 回答。

“那么，这样看起来我们有两个问题，一个是确定30%  到50% 的空洞率是否可以接受，另一个是看看我们能不能进一步降低这个百分比,” Grant Wilson 适时地分析说。

“我主张把范围缩小到30%以内,” Rob 补充说.。“这可能要用到预成型焊片。空洞的形成不仅是因为脱气，也是由焊锡不足引起的，” Rob 做出最后的陈述.

“好，你们两个有3天时间去解决问题，然后回馈给我，” Wilson 下达命令。

Rob, Pete, 和Miguel 转而去开始他们的任务。Rob 真的很高兴能够带Pete 一块来。他是 装配和优化元件置放机 领域的专家。幸运的是， Rob刚好带来了一些预成型焊锡片，希望它们可以派上用场。封装卖家来电确定了最终目标是将空洞百分比控制在30%以内。 Miguel 和他组员曾试图通过改进助焊剂挥发物的排放来减少空洞，Rob 看着这些数据和X射线图，感到深受鼓舞。但是，他认识只有这样是不够的。

(以下是由西班牙语翻译过来的对话)

“Miguel, 我确信在两个最关键的封装中我们会用到 预成型焊片,” Rob 首先说道， “空洞的形成主要有两个原因，第一个就是助焊剂形成空洞，第二个是焊料不足。大多数人没有认识到焊锡膏只占金属体积的50%。在这样的案例中，我们真要降低空洞，通常只有一种方式才能取得成功，那就是用预成型焊片来增加焊料金属，” 他最后说。

随后，Rob 让 Miguel看了 Seth Homer在 SMTAI 2011上题为  《使用预成型焊片将封装中的空洞降到最少》 的论文。这篇论文描述了成功完成封装预成型焊片所需的工序。在这篇论文的指导下，Rob 和Miguel 花了大半天时间，建立装配有预成型焊片的流水作业线。他们装配了100部电话，空洞百分比为10.5%。

第二天一早，他们碰到了Grant Wilson。

“从你们脸上的笑容可以看出，你们应该成功了，对吧？” Wilson 问到。

Rob接着就解释了一下他们如何确定了预成型焊片的必要性。他解释了一下过程，然后等着Wilson 提问。

“ 预成型焊片的成本是多少钱?” Grant 问。

“大批量的话每个是0.02美元，但是您必须知道，你们每部卖200美元的电话的保修成本至少是10美元(0.05x200)，” Rob 回答说。

“你们一定要减缓进程吗？” Wilson 问。 “我一直都是你、Patty Coleman以及教授工作的的忠实爱好者，是你让我相信了生产量的重要性，” 他最后说道。

“教授说过完全平衡的线几乎是不存在的。您那些灵活的放置器都在等四秒的贴片机。我们把预成型焊片放在灵活的放置器上，并且通过优化给料机的配置来调整所有的机器。对3部电话的每个电路板卡来说，现在的周期快了1.25秒，” Rob 回答。

“我很好奇，你们最大的阻碍是什么？” Grant 问.

“Rob 指出将预成型焊片正确的放置到焊膏封装散热器部分的沉淀物上至关重要。我们要确保将足够多的焊膏推进预成型焊片中，在它周围形成一圈，保证与封装紧密结合在一起。没有Pete 我们不可能做到，他对配置机器真的是太在行，” Miguel 回答说。

然后，Miguel 给Wilson 看了一张Seth Homer论文中展示这种情况的图片。

“ 伙伴们，谢谢你们伟大的工作。我不得不承认，在今天以前，对于预成型焊片我是一无所知。很显然，在某种情况下，他们简直就是救命稻草啊！” Grant 总结了目前的情况。

“为了庆祝你们的成功，我今晚在  Santo Coyote请大家吃饭，今晚7点，不见不散，” Wilson 提议说。

“谢谢,” Rob, Pete, 和 Miguel 一块说道。

Santo Coyote 是 Rob和Patty在瓜达拉哈拉最喜欢的餐厅。 Patty这次不能跟他们一块去，Rob 有点失落。

尾声：三个月后，保修期限内的返还率接近于0。因为在这个本应花很多钱才能解决的问题上的出色表现，Miguel被提升为高级工程师。

谢谢，再见，

Dr. Ron

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