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Résoudre le problème du vide dans les QFN avec des préformes de soudure

Les gens,

Rob se rend à Guadalajara pour résoudre le problème du QFNvoiding......

Il savait que Patty serait un peu fâchée qu'il ait demandé à Pete de l'accompagner, mais elle s'est montrée bienveillante, reconnaissant que Rob bénéficierait d'un succès dans cette entreprise.

Alors que l'avion décrivait des cercles en vue de l'atterrissage, Rob se préparait au passage quelque peu comique de la douane. Il a toujours pensé que la méthode du feu rouge et du feu vert pour déterminer si l'on allait fouiller les bagages était inhabituelle.

Le trajet depuis l'aéroport était d'environ 40 kilomètres jusqu'à l'usine, à travers la circulation animée de GDL. En arrivant à l'usine, Rob est soulagé de voir que Miguel Mendoza est là pour les accueillir, lui et Pete. Rob a déjà travaillé avec Miguel par le passé et le respecte en tant qu'ingénieur des procédés. Miguel leur dit qu'une réunion de lancement est prévue avec le directeur général du site, un Américain nommé Grant Wilson.

Au début de la réunion, Rob s'est présenté à Wilson en espagnol.

"Quand on me demande si je suis bilingue, trilingue ou américain, je dois dire que je suis américain. "Mais je prends des cours d'espagnol", poursuit-il.

Rob a regardé Miguel et l'a vu rouler des yeux. Mais Rob a pensé que c'était au moins un geste gentil que Wilson prenne des cours d'espagnol.

"Quelqu'un pourrait peut-être nous faire part des mesures prises et de l'état d'avancement du dossier", a suggéré Rob.

"Miguel, peux-tu donner à Rob une vue d'ensemble de l'endroit où nous nous trouvons", demande Wilson.

Miguel commence ainsi : "Le taux de retour sous garantie est de 5% sur les téléphones Druid.Presque toutes ces défaillances sont dues à des QFN à haute puissance qui présentent un vide important sous le coussin thermique.Le pourcentage de vide est d'environ 50 à 70%.Il y a environ une semaine, nous avons reçu le récent article de Derrick Herron, du Dr Yan Liu et du Dr Ning-Cheng Lee, intitulé " Voiding Control at QFN Assembly", au SMTAI 2011. Nous avons modifié la conception de notre pochoir, comme le suggère l'article, afin de permettre l'évacuation des substances volatiles de la pâte à braser, et le taux de vide est tombé entre 30 et 50 %."

"Quel niveau de miction serait acceptable ? demande Rob.

"Nous ne sommes pas sûrs", a répondu Miguel.

"Il semble donc que nous ayons deux problèmes, l'un étant de déterminer si une miction de 30 à 50 % est acceptable et l'autre de voir si nous pouvons la réduire davantage", a raisonnablement commenté Grant Wilson.

"Mon sentiment est que nous devons nous situer dans une fourchette de moins de 30 %", a ajouté Rob. "Le vide est causé par le dégazage, mais aussi par une quantité insuffisante de soudure", conclut Rob.

"OK, vous deux, allez résoudre le problème et revenez me voir. Vous avez trois jours", ordonne Wilson.

Rob, Pete et Miguel se sont mis en route pour commencer leur mission. Rob était vraiment content que Pete soit là. Rob était vraiment content que Pete soit là, car il était un expert dans le réglage et l'optimisation des machines de placement de composants qui se trouvaient sur ce site. Heureusement, Rob avait également apporté quelques préformes de soudure, car il pensait qu'elles seraient nécessaires.Un appel au fournisseur de QFN a confirmé qu'il fallait viser moins de 30 % de vide.Rob a examiné les données et les images aux rayons X du travail effectué par Miguel et son équipe pour réduire le vide en améliorant l'évacuation des volatiles du flux.Il a été impressionné.Mais il ne pensait pas que cela suffirait.

(Dialogue traduit de l'espagnol)

"Miguel, je suis presque certain que nous devrons utiliser des préformes de soudure sur les deux QFN les plus critiques", a commencé Rob. "Il y a deux raisons principales à la formation de vides, la première étant les volatiles de flux qui forment des vides, la seconde étant le manque de soudure.La plupart des gens ne réalisent pas que la pâte à braser n'est composée qu'à 50 % de métal en volume.Dans des cas comme celui-ci, où nous avons vraiment besoin d'une faible formation de vides, la seule voie vers le succès est souvent d'utiliser des préformes de soudure pour ajouter du métal d'apport", a-t-il terminé.

Rob a ensuite montré à Miguel Seth Homer le document SMTAI 2011 Minimizing Voiding in QFN Packages Using Solder Preforms, qui décrit les étapes du processus nécessaires pour réussir un processus de préforme de soudure QFN. Rob et Miguel ont passé la majeure partie d'une journée à mettre en place une ligne d'assemblage avec les préformes de soudure en utilisant ce document comme guide. 100 téléphones ont été assemblés et le niveau de vide a été de 10,5 %.

Tôt le lendemain matin, ils ont rencontré Grant Wilson.

"D'après les sourires sur vos deux visages, j'en déduis que vous avez réussi ? demande Wilson.

Rob a ensuite expliqué comment ils avaient déterminé que des préformes de soudure étaient nécessaires. Il a expliqué le processus et a attendu les questions.

"Combien coûtent les préformes de soudure ? demande Grant.

"La quantité est d'environ 0,02 $ (US), mais il faut savoir que le coût de la garantie pour un téléphone de 200 $ est d'au moins 10 $ à l'heure actuelle (0,05×200)", a répondu Rob.

"Avez-vous dû ralentir le processus ? J'ai beaucoup apprécié le travail que vous et Patty Coleman avez réalisé avec The Professor, vous m'avez convaincu de l'importance du débit", a-t-il conclu.

"Le professeur a fait remarquer qu'une ligne n'est presque jamais complètement équilibrée.Vos placeurs flexibles attendaient quatre secondes pour les tireurs de puces.Nous avons placé les préformes sur le placeur flexible et mis au point les deux machines en optimisant le placement des chargeurs. Le temps de cycle est maintenant plus rapide de 1,25 seconde pour la carte de 3 téléphones par PCB", a répondu Rob.

"Je suis curieux de savoir quel a été le plus grand défi ? demande Grant.

"Nous devions nous assurer que la préforme était enfoncée dans la pâte suffisamment loin pour laisser un anneau de pâte autour de la préforme afin d'assurer un bon accouplement avec le QFN. Nous n'aurions pas pu y parvenir sans Pete, qui connaît vraiment les machines de placement", a répondu Miguel.

Préforme QFN
Miguel a ensuite montré à Wilson une image tirée de l'article de Seth Homer qui illustre cette situation.

"Je dois admettre que je ne connaissais pas vraiment les préformes de soudure avant aujourd'hui. Dans certains cas, il est évident qu'elles peuvent nous sauver la vie ! Grant résume la situation.

"Pour fêter ton succès, je t'invite à dîner ce soir au Santo Coyote, retrouvons-nous à 19 heures", propose Wilson.

"Merci", disent Rob, Pete et Miguel à l'unisson.

Santo Coyote était le restaurant préféré de Rob à Guadalajara, mais c'était aussi celui de Patty. Rob était un peu triste qu'elle ne puisse pas se joindre à eux.

Épilogue : Trois mois plus tard, il a été confirmé que le taux de retour de garantie était proche de zéro. Miguel a été promu ingénieur principal pour avoir contribué à résoudre ce problème coûteux.

Santé,

Dr. Ron