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。本文为该系列的第二十二部分，点击回顾第二十一部分，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做出收购Castellanos Electronics公司的决策后，让我们来看看Andy Connors和Sue March的近况。上期连载文章中，Sue正在研究将帕累托图中所列焊接缺陷降至最低的解决方案，而Andy正在制定培养一些工艺工程师的培训计划，实施Chuck Tower和JoséCastellanos制定的改进计划。

在努力使Castellanos Electronics公司跟上发展步伐之后，Andy和Sue决定自己出去吃饭，换个口味。他们经常和José或一些工人一起吃饭，但认为他们需要一些时间两个人单独在一起。

“晚饭后我们去看汤姆·汉克斯的新片《一个叫奥托的人》，”Sue热情地提议道。“这是一部可爱的浪漫喜剧”。

“既然这是一部浪漫喜剧，你能让我牵你的手吗？”Andy调侃道。

“可以牵手，但不能亲吻。” Sue也调侃道，他们都笑了。

Andy抱怨道：“你知道这部电影很可能又有字幕了。”

“我们会活下来的，”Sue开玩笑地拍了拍Andy的手臂。

在工厂附近的剧院，通常用英语播放美国的最新电影，并配有西班牙语字幕。每当他们去看电影时，Andy和Sue都会在看西班牙语时分心，如果翻译不好，就会发出一声叹息。

晚餐时，他们讨论了Castellanos Electronics公司的工作进展，按照计划，他们只有一周多一点的时间来完成所有工作。

Andy开始说：“与José和他的一些团队一起，我们实施了Chuck和José开发的工艺改进计划。新的焊膏对暂停反应很好，确实有助于提高生产率。”

Sure吃了一口饭后问道：“你也在做平衡生产线的工作，对吧？”

ndy回答说：“是的，令人惊讶的是，它们的正常运行时间并不太差，但对于元器件贴装设备来说，生产线几乎从未达到时间平衡。通过平衡贴装设备的时间，产量提高了8%。有一种情况下，高速贴装设备需要55秒，而通用贴装设备仅需26秒，这意味着循环时间为55秒。通过将一些元器件从高速贴装设备移到通用贴装设备，每台设备只需47秒，节省了约15%的时间。“然后，他转移话题，询问Sue的工作进展。“帕累托图的情况如何（见图1）？”

图1: Castellanos Electronics缺陷帕累托图。

 

Sue兴奋地说：“我们在葡萄球焊点、枕头效应（HIP）、空洞和焊料不充分方面取得了重大进展，现在只需要解决剩下的墓碑缺陷。到目前为止，在所有情况下我们都将缺陷减少了90%或更多。”

说：“那么，针对墓碑缺陷，有什么计划？我很感兴趣，因为我不太了解这种缺陷。”

她说：“当无源元器件焊膏沉积的一侧先于另一侧熔融，熔融焊料的表面张力会将无源元器件拉到直立位置，像墓碑一样，就会在回流炉中形成墓碑缺陷（见图2）”。

图2：无源元器件墓碑缺陷机理

Andy问道：“所以，我们或要防止一侧熔融得太快，或要降低表面张力。”

“好的开始，爱因斯坦！”Sue笑着说。“拥有一种具有‘糊状范围’的焊料合金是有帮助的，意味着它在一个温度下不会完全熔融。由于我们使用SAC305，它具有合理的糊状范围，因此在这方面我们不会改进太多。”

她继续说道，“在糊状范围之外，我们可以尝试确保无源元器件两侧的焊膏沉积量相同，并且元器件放置正确，没有歪斜。我会请求Miguel首先检查这些要点。”

“所以，如果考虑这些要点后仍不能解决墓碑缺陷，我们就必须以其他方式降低表面张力？”Andy问道。

Sue说：“是的，我们可以修改回流焊曲线，使熔融变慢，但这可能会产生影响，形成葡萄球焊点。然而，我们应该先看看其他措施是否有效。”

想了一会儿，她继续说道，“修改钢板会有很大帮助，但这将会产生额外的费用，只有在其他所有措施都失败的情况下，我们才应该采取这项措施。”然后她向Andy展示了一幅推荐模板的图（邮图3）。

图3：用于减少无源元器件墓碑缺陷的钢板

“很容易看出钢板是如何起作用的，”Andy说，声音中充满了兴奋。“无源元器件的边缘几乎没有焊膏，因此几乎没有焊膏会产生墓碑效应。”

他们又聊了几分钟关于Sue的工作，然后她问：“你的培训工作进展如何？”

他自信地回答：“我们马上就要结束培训了。我已经讲完了《电子组装手册》的所有内容^[2]。我认为他们已经为SMTA认证工艺工程师考试做好了充分准备。事实上，我只给了他们出了3道实践测验题，他们取笑我，说这些题太容易了。”

“是什么题？”Sue问。

然后，他分享了以下3个问题：

1. 在5毫米厚的钢板中，15毫米圆开口的面积比是多少？
2. 每40秒向回流焊设备输入一次PCB。PCB为20cm长，PCB之间的间距为5cm。回流焊设备的带速必须是多少，才能支持40秒的循环时间？
3. 问题2中的PCB必须在回流焊设备的加热通道中停留4分钟。加热通道必须达多长？

“如果他们认为这些问题很容易，那真的很有希望，” Sue在谈到培训中的员工时说。“我想很多人会觉得这3个问题很有挑战性。”

 

后记

Sue和Andy完成了Castellanos Electronics公司的所有任务。所有参加SMTA工艺工程师认证考试的工人都以优异成绩通过了考试。缺陷总体减少了90%。最好的消息是，当José不在现场时，工人团队已经具备了管理工厂的技能，能够独自处理新的产量、生产率和质量问题。由于现在José可以偶尔休假，他同意继续担任工厂经理，向Maggie和John汇报工作。

敬请关注下篇连载，找出Andy提出的3个问题的解决方案。

 

References

1. “Pareto chart,” Wikipedia.org, Sept. 17, 2022.
2. Handbook of Electronic Assembly and A Guide to SMTA Certification, by Ron Lasky et. al, SMTA Publishing.
3. “SMTA: Certification,” SMTA.org.

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，或联系Lasky，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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