여러분,
Rob이 과달라하라로 가서 QFN 회피 문제를 해결하다......
비행기에 앉은 롭은 멕시코 과달라하라의 GDL로 가서 무효화 문제를 해결하는 데 도움을 줄 생각에 들떠 있었습니다. 그는 피트에게 함께 가자고 한 것에 대해 패티가 약간 화를 낼 것을 알았지만, 그녀는 이 노력이 성공하면 롭에게 도움이 된다는 것을 알고 흔쾌히 동의해 주었습니다.
비행기가 착륙을 위해 선회하는 동안 롭은 다소 우스꽝스러운 세관 통과를 준비하고 있었습니다. 그는 항상 가방 검색 여부를 결정하는 빨간불/녹색불 방식이 이상하다고 생각했는데, 그냥 흐름에 따르기로 했습니다.
공항에서 출발해 GDL의 북적이는 교통 체증을 뚫고 공장까지 약 40킬로미터를 이동했습니다. 공장에 도착한 후 롭은 미구엘 멘도사와 피트를 만나러 온 것을 보고 안심했습니다. 롭은 과거에 미구엘과 함께 일한 적이 있고 공정 엔지니어로서 그를 존경했습니다. 미구엘은 그랜트 윌슨이라는 미국 출신의 현장 GM과 킥오프 미팅이 예정되어 있다고 말했습니다.
회의가 시작되자 Rob은 스페인어로 윌슨에게 자신을 소개했습니다.
윌슨은 "와우"라고 웃으며 "이중 언어, 삼중 언어, 미국인이냐는 질문에 저는 미국인이라고 답해야 합니다."라고 말했습니다. "하지만 저는 스페인어 수업을 듣고 있습니다."라고 그는 계속 말했습니다.
롭은 미구엘을 바라보며 눈을 동그랗게 굴렸습니다. 하지만 롭은 윌슨이 스페인어 수업을 듣는 것이 적어도 좋은 제스처라고 생각했습니다.
"누군가 어떤 조치가 취해졌고 어떤 상태인지 공유해줄 수 있을 것 같습니다."라고 Rob이 제안했습니다.
"미구엘, 롭에게 우리가 어디쯤 왔는지 알려줄 수 있겠나?" Wilson이 물었습니다.
"Druid 휴대폰의 보증 반품률은 5%이며, 이러한 고장의 거의 대부분은 열 패드 아래에 상당한 보이드가 있는 고전력 QFN으로 추적되었습니다. 보이드 비율은 약 50-70%입니다. 약 일주일 전에 SMTAI2011에서 Derrick Herron, Yan Liu 박사, Ning-Cheng Lee 박사의 최근 논문인 QFN 조립에서의 보이드 제어를 입수했습니다."라고 Miguel은 시작했습니다. 논문에서 제안한 대로 스텐실 설계를 변경하여 솔더 페이스트 휘발성 물질의 배출을 허용했고 보이드가 30~50%까지 감소했습니다."
"어느 정도의 무효화가 허용될까요?" Rob이 물었습니다.
"잘 모르겠습니다." 미구엘이 대답했습니다.
"그래서 우리에게는 두 가지 문제가 있는 것 같습니다. 하나는 30~50%의 무효화가 괜찮은지 판단하는 것이고, 다른 하나는 더 줄일 수 있는지 확인하는 것입니다."라고 그랜트 윌슨은 합리적으로 설명했습니다.
"제 생각에는 30% 미만이어야 한다고 생각합니다."라고 Rob은 덧붙였습니다. "이를 위해서는 솔더 프리폼을 사용해야 할 수도 있습니다. 보이드는 가스 배출뿐만 아니라 솔더 부족으로 인해 발생하기도 합니다."라고 Rob은 마무리했습니다.
"좋아, 너희 둘은 가서 문제를 해결하고 내게 돌아와. 3일을 주겠다."라고 윌슨이 명령했습니다.
롭, 피트, 미구엘은 각자의 임무를 시작하기 위해 출발했고, 롭은 피트가 그곳에 있어서 정말 기뻤습니다. 그는 이 현장에 있던 부품 배치 기계를 설정하고 최적화하는 데 전문가였기 때문입니다. 다행히도 Rob은 솔더 프리폼이 필요할 것으로 예상하여 솔더 프리폼도 가져왔고, QFN 공급업체에 문의한 결과 30% 미만의 보이드가 목표라는 것을 확인했습니다.Rob은 Miguel과 그의 팀이 플럭스 휘발성의 배출을 개선하여 보이드를 줄이기 위해 수행한 작업의 데이터와 X-레이 이미지를 살펴보고 감탄했지만 이것만으로는 충분하지 않을 것 같다고 생각했습니다.
(스페인어에서 번역된 대화)
"Miguel, 저는 가장 중요한 두 개의 QFN에 솔더 프리폼을 사용해야 한다고 거의 확신합니다."라고 Rob은 말문을 열며 "보이드가 발생하는 두 가지 주요 원인은 첫째는 플럭스 휘발물이 보이드를 형성하는 것이고 둘째는 납땜 부족이며, 대부분의 사람들은 솔더 페이스트가 부피 금속의 50%에 불과하다는 사실을 깨닫지 못합니다."라며 "이와 같이 낮은 보이드가 정말 필요한 경우 성공의 유일한 길은 종종 솔더 프리폼을 사용하여 금속을 추가하는 것이죠."라고 마무리했습니다.
그런 다음 Rob은 Miguel Seth Homer의 SMTAI 2011 논문인 ' 솔더 프리폼을 사용한 QFN 패키지의 보이드 최소화'를 보여주었습니다. 이 논문은 성공적인 QFN 솔더 프리폼 공정을 달성하는 데 필요한 공정 단계를 설명합니다. Rob과 Miguel은 이 문서를 지침으로 사용하여 솔더 프리폼으로 조립할 조립 라인 하나를 설치하는 데 하루의 대부분을 보냈습니다.100개의 휴대폰을 조립했으며 보이드 수준은 10.5%였습니다.
다음날 이른 아침, 그들은 그랜트 윌슨을 만났습니다.
"두 분의 미소를 보니 성공하신 것 같군요?" 윌슨이 물었다.
Rob은 이어서 솔더 프리폼이 필요하다고 판단한 이유를 설명하며 프로세스를 설명하고 질문을 기다렸습니다.
"솔더 프리폼의 가격은 얼마인가요?" 그랜트가 물었습니다.
"수량은 약 0.02달러(미국 달러)이지만 현재 200달러짜리 휴대폰 당 보증 비용은 최소 10달러(0.05×200)라는 점을 이해해 주세요."라고 Rob이 대답했습니다.
"프로세스 완료 속도를 늦춰야 했나요?" 윌슨이 물었습니다. "저는 교수님과 패티 콜먼이 '더 프로페서'에서 해온 작업의 팬이었으며, 처리량의 중요성에 대해 확신을 갖게 되었습니다."라고 그는 마무리했습니다.
"교수님은 라인이 완전히 균형 잡힌 경우는 거의 없다고 지적하셨습니다. 플렉시블 배치기가 칩 슈터를 4초 동안 기다리고 있었는데, 우리는 프리폼을 플렉시블 배치기에 올려놓고 피더 배치를 최적화하여 두 기계를 모두 조정했습니다."라고 말했습니다. 이제 PCB 카드당 전화기 3개에 대한 사이클 시간이 1.25초 빨라졌습니다."라고 Rob이 대답했습니다.
"가장 큰 도전이 무엇이었는지 궁금합니다." 그랜트가 물었습니다.
"Rob은 QFN의 방열판 부분의 솔더 페이스트 침전물에 프리폼을 올바르게 배치하는 것이 중요하다고 지적했습니다. 프리폼이 페이스트에 충분히 밀착되어 프리폼 주위에 페이스트 고리가 남도록 하여 QFN과 잘 결합되도록 해야 했습니다."라고 Miguel은 대답했습니다. 배치 기계를 잘 아는 피트 없이는 이 작업을 수행할 수 없었을 것입니다."라고 Miguel은 대답했습니다.
그런 다음 미구엘은 윌슨에게 이 상황을 보여주는 세스 호머의 논문에서 이미지를 보여주었습니다 .
"여러분, 오늘 전에는 솔더 프리폼에 대해 전혀 몰랐다는 사실을 인정하지 않을 수 없습니다. 어떤 경우에는 생명의 은인이 될 수 있다는 것은 분명합니다!" 그랜트가 상황을 요약했습니다.
"당신의 성공을 축하하기 위해 오늘 밤 산토 코요테에서 저녁 식사를 할 테니 오후 7시에 만나자."라고 윌슨이 제안했습니다.
"감사합니다." 롭, 피트, 미구엘이 한목소리로 말했습니다.
산토 코요테는 과달라하라에서 롭이 가장 좋아하는 레스토랑이었지만 패티의 레스토랑이기도 했는데, 롭은 패티가 함께하지 못해 조금 아쉬워했습니다.
에필로그: 3개월 후 보증 반송률이 0에 가까워지고 있다는 것이 확인되었습니다. 미구엘은 비용이 많이 드는 이 문제를 해결하는 데 기여한 공로로 수석 엔지니어로 승진했습니다.
건배,
론 박사
