编者按：本文为Indium公司Ron Lasky撰写的有关虚构人物Maggie Benson故事连载，旨在介绍SMT组装的持续改进和再教育。本文为该系列的第二十一部分，点击回顾第二十部分，点击回顾第十九部分，点击回顾第十八部分，点击回顾第十七部分,点击回顾第十六部分，点击回顾第十五部分，点击回顾第十四部分，点击回顾第十三部分，点击回顾第十二部分，点击回顾第十一部分，点击回顾第十部分，点击回顾第九部分，点击回顾第八部分，点击回顾第七部分，点击回顾第六部分，点击回顾第五部分，点击回顾第四部分，点击回顾第三部分，点击回顾第二部分、点击回顾第一部分。

Maggie和John决定收购Castellanos Electronics后，我们继续关注Andy Connors、Sue March和Chuck Tower。Sue正在研究如何将帕累托图中已分类的缺陷降至最低；而Andy正在制定培训计划，以培养一些工艺工程师；Chuck正在进行审核，以确定如何提高正常运行时间和盈利能力。

Chuck召集Andy 和Sue召开会议，评估他们的工作进展。

“审核工作进行得很顺利。” Chuck先发言。“正如我们所想，正常运行时间可能会有所改善。我还建议使用不同的焊膏，因为目前的焊膏对暂停响应很差。”

Andy评论道：“有些人选择使用损害正常运行时间和良率的焊膏，只是为了每克节省几美分，总是让我感到很惊讶。”

Chuck说：“是的，然后他们在生产力和良率方面损失了数万美元。所以这是需要解决的问题。不过，我必须承认，当José和我制定行动计划以改进制程的其他方面时，他们的出发点给我留下了深刻印象。但是，我明天就要回家了，所以Andy，你能和José一起制定行动计划吗？”

“当然，老板！” Andy开玩笑地回答。

Sue意识到轮到她分享了。“Carlos和我绘出了缺陷帕累托图（图1）。我们首先着手解决葡萄球焊点问题。他们对BGA使用圆形开口，所以我建议改用方形开口。幸运的是，他们的模板供应商在城区，所以他们采购到了新的模板，我们已经有了相当多的数据。看起来方形开口明显减少了葡萄球焊点，但我还没有研究具体数据。接下来，我们将着手解决枕头效应（head-in-pillow ，HIP）缺陷。”

图1：Castellanos Electronics公司缺陷帕累图

Chuck对Sue的进步感到满意，然后转向Andy问：“帮助工人成为工艺工程师的培训计划怎么样？”

“José确定了4名潜在候选人。”他回答。“经过讨论，我们认为员工应该成为SMTA认证的工艺工程师 ^[3]。他们需要投入相当多时间学习，所以我正在使用《电子组装手册》（图2）开发专题课程。我计划让他们多做练习来提高他们的信心。这个教学项目和制程改进行动计划将使Sue和我在这里的剩余时间都将很忙。”

图2：Andy用于SMTA认证准备课程的教学用书

Chuck说：“Sue，我可以看到你在全力解决帕累托图确定的缺陷。”说完，会议就结束了。Sue决定立即处理她的项目，于是她去找Carlos开始研究如何减少HIP缺陷。

“Carlos，让我们找Miguel，讨论减少HIP缺陷计划，”Sue说。José任命Miguel为缺陷最小化工作的负责人。他们很快开始工作。

“Señorita Sue，你能告诉我们HIP缺陷的典型原因吗？”Miguel问道。

Sue说：“当然可以。基本的失效机制主要发生在球栅阵列封装中。在组装过程中，当电路板和球栅阵列封装器件通过回流焊设备时，由于电路板和球栅阵列封装的热翘曲，它们通常会相对移动。有时，它们会在回流过程中分离：焊膏将与焊料球分离，不会形成焊接连接。”（图3）。

图3：枕头效应缺陷机理

Miguel问道：“那么，我们可以采取什么措施来最小化HIP缺陷？”

Sue说：“我们希望确保有漂亮的、高的模板印刷焊膏沉积，这样印刷就可以获得良好的清晰度，而不会在回流过程中出现热塌落，这也是一个问题。我们希望确保贴装设备将焊料球垂直放置在焊盘上，而不是偏向一侧。有一种略微有点细的焊膏会有帮助，这样，如果电路板焊盘和焊料球分离，焊膏仍然会将它们粘在一起。在这种情况下，回流焊工艺中焊膏内的‘氧化屏障’也有助于回流。我们将购买的用于减少暂停响应问题的新焊膏也具有良好的防止HIP作用。所以，这些措施应该会有很大帮助。”

Carlos问道：“新的方形开口也有帮助吗？”

Sue回答说：“这是很好的观点。印刷时沉积更多的焊膏肯定是一件好事。”

“Miguel，你能检查一下印刷，确保我们没有出现热塌落，并且贴装设备可将BGA放置在正确的位置吗？”Sue问道，他回答道，“Sí，señorita Sue。”

当他们结束讨论时，Sue问：“Carlos，自从我们改用方形开口以来，有关于葡萄球焊点的数据吗？”

Carlos回答说：“Sí，señorita Sue，葡萄球焊点缺陷下降了95%。”

“太棒了！” Sue 和Miguel齐声说道。

会议结束时，Sue 给了每位男人一个纯洁的拥抱。他们两个脸都变红了，看起来像要晕过去……

HIP缺陷会降低吗？Andy将在SMTA认证准备课程中教授什么？你能回答Andy的一些测验问题吗？敬请期待。

References

1. “Pareto chart,” Wikipedia.org, Sept. 17, 2022.
2. “Response to Pause: A Critical Solder Paste Parameter,” by Ron Lasky, Indium Corporation, Indium.com, Aug. 21, 2019.
3. “SMTA: Certification,” SMTA.org.
4. Handbook of Electronic Assembly and A Guide to SMTA Certification, by Ron Lasky et. al, SMTA Publishing.

Ron Lasky任达特茅斯学院泰耶工程学院的教学教授，也是Indium Corporation公司的高级技术专家。如需阅读往期专栏，可点击此处。

可免费下载Christopher Nash 和Ronald C. Lasky博士合著的《印制电路组装商指南——焊料缺陷》。也可浏览I-007电子书库的其他书。

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