למה רכיבים שסופקו על ידי הלקוח מפסיקים לבלוע את הלחייה?

למה רכיבים שסופקו על ידי הלקוח מפסיקים לבלוע את הלחייה?

השעון לאוקسيدציה שאף אחד לא בודק

התיבה הגיעה עם תג מוצלח: "IC-U3, כמות 12,000, קוד תאריך 2024-W18." זה היה 18 חודשים לפני יום ההרכבה. בתוך התיבה, הגלילים היו עדיין אטומים בריק, שקיות הממיסים לא ניזוקו, ותגיות בדיקת האישור לא נגעו בהן. צוות הלקוח עשה כל דבר קטן כראוי — קנה מוקדם, שמר בזהירות, תיעד באופן מקיף. כל דבר, פרט לבדיקה של קוד התאריך מול לוח הזמנים.

על ה קו SMT , הגליל הראשון השלים אפס מערכות התראה. ה תנור חזרה  פרופיל התאים לנתוני הפסטה. אך כשהלוחות הופיעו להערכה, החיבורים סביב U3 לא נראו נכונים. הלחיצה לא רטבה את הרגליים של החלק. היא ישבה שם בכדורים עגולים וכבדים, סרבה לעלות על הסיכות. הדמיה באקס-ראי אישרה את מה שהעין הניח: שורה של ראש בתוך הכר  חיבורים — חלל בסגנון BGA בין הכדור לפלטה — והרבה מאוד לא מתרווה  חיבורים שיעברו בדיקה פשטנית ויכשלו תוך שנה.

הנה הגרר השני: זה באמת לא קרה מאז שהלקוח רכש את הגלולות המרירות. זה קרה בגלל חומר שסופק על ידי הלקוח -- הרכיבים שהלקוח שלך מעביר לך כדי להרכיב-- נושאים שעון שמתחיל לפקוד בקו הציפוי, לא בדוק שלך. אף אחד לא הקים את האלרט. וכשהוא מצלצל, הוא מצלצל באלה של הזרימה המחודשת שלך, במהלך המשמרת שלך, כנגד ההחזרים שלך.

הסיכון המיוחד בחומר שסופק על ידי הלקוח

חומר שסופק על ידי הלקוח  (CSM)—שנקרא גם חומר שסופק על ידי הלקוח—הוא המסלול היחיד של קלט שבו למרכז ההרכבה יש את הבקרה הנמוכה ביותר והחשיפה הגבוהה ביותר. הרכיבים מגיעים מחדר המלאי של הלקוח, מהסוכן או מהמوزיל שלו. למרכז ההרכבה יש אחריות לתוצאה הסופית, אך לא לקנייה. החלוקה הזו יוצרת אזור בלתי נראה: החלטות קניות (לאיזו תקופה לאחסן מלאי, איפה לאחסנו, מתי להשתמש בו) נלקחות על ידי הלקוח, בעוד שההשלכות נופלות על קו הייצור.

והמצב הפגוע הוא מסוכן. רגליים מחוסלות אינן נראות פגועות. מכוסה בזנץ  רגלי QFP משנת 2024 עלולות להיראות זהות לאלו שיצרו בחודש שעבר — אולי מעט כהות יותר, אם תביטו בקפידה, אך ללא שום דבר שיגרום לאי-אימות בבדיקה ראשונית. שכבה החספוס על השכבה המגנה נמדדת בננומטרים. היא בלתי נראית לעין, בלתי נראית גם דרך מיקרוסקופ דיגיטלי, ומספיקה לחלוטין כדי למנוע מהלחט לחדור ולצמד.

מה זמן ואוויר עושים לרגל של רכיב

המשטח של רגל רכיב מודרני הוא שכבה — בדרך כלל בישם או בישם-עופרת  שמוצקת מעל בסיס נחושת או סגסוגת. השכבה המגנה קיימת מסיבה אחת בלבד: לספק שטח שאליה יתחבר הלחט המותך. נחושת חשופה תחסל תוך שעות. הבישם חוסל בהרבה איטיות — אבל כן חוסל. בהינתן חודשים והumedidity הסביבתית, נוצרת שכבה של חמצן בישם  על המשטח. לחט אינו נוטה לחסף חמצן בישם. הוא נוטה לחסף מתכת נקייה.

השעון על התהליך הזה הוא עובי השכבה המגנה אורך חיים , וההסכם ה Sektor הוא ברור: נזילות האלמנט מובטחת בדרך כלל ל 6 חודשים עד שנה אחת  מהיום של הציפוי, עם התדרדרות המואצת לאחר שנתיים. האחריות כוללת תנאים – אריזה סגורה, לחות מבוקרת, טמפרטורה סבירה. הפרת אחד מתנאים אלו מאיצה את הספירה לאחור. אחסון במחסן לח בלי חומר מייבש עלול לגרום לאלמנט בעל תקופת אחסון של 12 חודשים לאבד את הנזילות שלו תוך 4 חודשים.

קיימת תקלה שנייה, קשורה, שמגבירת את הבעיה: הספדה של לחות . מספר אריזות IC הן רגישות לחות  (דורשות דירוג MSL). אלמנטים המאוחסנים בתנאי לחות סופגים מים לתוך החומר המould. בטמפרטורת ריפלו – בדרך כלל 240–260 ° °C ללא עופרת – המים הופכים באופן מיידי לגז, והרכיב עלול להתפוצץ מהפנים החוצה, תופעה הידועה כ פוקורנינג המובילים עלולים להתקלף באופן מושלם. החבילה עדיין נפגעה. עבור חלקים שסופק הלקוח ואוחסנו לאורך זמן, חמצון ובליעת לחות מופיעים בדרך כלל יחד, ויוצרים כשלים שנראים לחלוטין שונים, אך מקורם זהה: הזמן שהייה באחסון לא מבוקר.

מה קורה בתנור

כשמוביל מחומצן פוגש סולדר נוזלי בתנור ההחזרה, הפיזיקה איננה מתרגלת. התפחה דורשת מהסולדר ליצור קשר בין מתכתי עם המתכת הבסיסית – כלומר, להתמוסס עם האוקسيد על השטח כדי להגיע למתכת נקייה. ה זיהום  בחומר הסולדר מיועד לבצע משימה זו, על ידי הסרת כימית של האוקسيد. אך הפעולה שלו מוגבלת. כמות רגילה של אוקسيد נספגת במהירות. שכבה עבה של אוקسيد שנוצרה במהלך 18 חודשי אחסון יכולה לצרוך את החומר לפני שהשטח יתנקה, ותשאיר את הסולדר ללא מה להתחבר אליו.

התוצאות המורגשות ניתן למצוא בשלושה סוגי תופעות, כולן רשומות בקריטריונים של יד-העבודה של IPC:

לא מתרווה — החומר ללחיצה נוגע במבוא אך לעולם לא מתחבר אליו. המחבר נראה כמו חומר ללחיצה שמנוח על זכוכית. ייתכן שהוא יעבור בדיקה ויזואלית אם הגאומטריה מסתירה אותו, והוא יפסיק לפעול חשמלית ברגע הגרוע ביותר האפשרי.

הסרת לחיצה — חומר הלחיות בתחילה רטוב, ולאחר מכן מתנתק לתוך גרגרים כאשר החמצן מתגבש מחדש מתחת לו. התוצאה היא מחבר עם הגנה חלקית וקשיחות קטנה באופן משמעותי. הסרת לחיצה היא סימן המזהה הקלאסי של משטח שגדרו על גבול החמצון.

ראש בתוך הכר — הכדור על BGA או חומר הלחיות על הדיסקית לעולם לא מתמזגים עם המשטח הניתן ללחייה של המבוא של הרכיב. התוצאה היא שני גופי חומר ללחיצה נפרדים שנראים מחוברים בתמונה באקס-ראיי, אך בממשיות כמעט לא נוגעים זה בזה. ראש-בכוסית הוא הנזק החמור ביותר מבין השלושה, משום שקשה ביותר לזהותו והוא אחד הסבירים ביותר לגרום לתקלות חוזרות באזור.

למה בדיקת קליטה לא יכולה להציל אתכם

כאן הבעיה של ה- CSM הופכת מבנית בלתי סבירה לבית ההרכבה. קריטריון הערכה של חומרים נכנסת  בודקת כמות, אריזה, קודי תאריכים ובעיות חזותיות. אף אחת מהן לא מאתרת שכבות חמצון. בדיקה متخصصة של יחס הלחיצה — טכניקת הצלילה והבדיקה או שיווי המשקל של הרטיבות לפי J-STD-002 — הייתה בהחלט מגלה אותה, אך הבדיקה הזו היא מזיקה, דורשת זמן ואינה מתבצעת כמעט מעולם על מכרות שסופקו על ידי הלקוח, אלא אם כבר קיימת בעיה.

אפילו בדיקת יחס לחיצה מלאה על דגימה יש לה הגבלה סטטיסטית. צמיחת החמצון אינה אחידה לאורך רול או לאורך קבוצה. הקצה של הרול שנחשף לאויר רטוב באופן לא תקין; המרכז, המוגן על ידי חלקים סמוכים, רטוב פחות. דגימה של חמישה חלקים עשויה לעבור, בעוד ששאר הקבוצה תיכשל. אינכם בודקים את הקבוצה. אינכם בודקים את חמישה החלקים שבחרתם.

המשחק של האשמה שממשיך

כשנוצרת הבעיה, השאלה הראשונה תמיד היא: "במי השגיאה?" קבוצת התכן של הלקוח מצביעה על תהליך ההרכבה – החשבון, המשחה, הטיפול. בית ההרכבה מצביע על החומר. שניהם צודקים בחלקו, ואף אחד מהם לא נקי מהאשמה.

התשובה הישירה היא שהאחריות הייתה אמורה להיקבע לפני שהגלילים הגיעו לקו, ובכתב. הדרך הסטנדרטית בתעשייה לנהל זאת: בית ההרכבה מבצע ומסמך בדיקה של היכולת להלחים  על חומרים שסופק הלקוח בעת החשבונית, מציין קודים יומיים שמעבר לתקופת ה-12 חודשים, ומקבל את אישור הלקוח בכתב לכך שרכיבים מזדקנים ייכרעו על סיכון הלקוח – או שרכיבים מזדקנים יוסרו לפני ההרכבה. שלב בודד זה מעביר את הדיון מ-"אתם הרסנו את הרכיבים שלי" ל-"היה ידוע שרכיבים אלו בסיכון, וקבענו יחד כיצד להתמודד עימם."

מה באמת מתקן זאת

אף אחד מזה איננו ייחודי. התסריט קצר והוכח:

הצגה בעת קבלת הסחורה.  בדקו את תאריכי הפקה לעומת חלון היכולת ללחוץ של 12 חודשים. בצעו בדיקת טבילה ובחינה או בדיקת שיווי משקל לחות על דגימה מכל מכולה שגילها עולה על 6 חודשים. הבדיקה נמשכת שעה אחת והיא מגלה את האסונות.

אחסנו רכיבים שסופק הלקוח כאילו היו שלכם.  אחסנו בארון יבש עם בקרת לחות. אם רכיבי הלקוח מגיעים באריזות פתוחות או לא חתומות, ציינו זאת בכתב. בקרת לחות עולה כמה אגורות לגליל ומעניקה הגנה מפני חמצון ופגיעות באגים הנגרמים על ידי לחות.

אפו כדי להסיר לחות, למעט חמצון.  איפוי של רכיבים עם דירוג MSL מסיר את הלחות שנבלעה ומעכב את תופעת ה'פופקורנינג' – זה נכון. איפוי לא משחזר את היכולת להיצמדות ללחישה. פין מואקסד הוא פין מואקסד, ולא כמות חום כלשהי יכולה להפוך את התהליך הכימי. קבוצות שמתבלבלות בשני הדברים מסיימות באיפוי רכיבים בני 18 חודשים, מכריזות על כך שהם מעולים, ורואות את אותן בעיות של אי-היצמדות מופיעות על הקו.

להסכים על הסיכון לפני ההרכבה, לא לאחריה.  ההזמנה או חוזה ההתקנה חייבים לציין מה קורה כאשר חומר שסופק על ידי הלקוח נכשל בבדיקת היכולת להיצמדות ללחישה: דחייה והחזרה, התקנה בסיכון הלקוח, או עיבוד מחדש (ריטינינג) על חשבון הלקוח. אם נכתב מראש – זהו הוראת תהליך. אם נכתב לאחר סטת עבודה כושלת – זהו סכסוך משפטי.

השעון פועל תמיד.

החומר שסופק על ידי הלקוח הוא התחום היחיד ב PCB הרכבה  היכן חוקי הכימיה ותנאי ההסכם נפגשים. הכימיה אכזרית: ננומטר אחד של חמצן, בלתי מזוהה ומראה לא מזיק, עוצר את הלחייה במקומה. ההסכם הוא רצוני – אין שום דבר שדורש מאדם לבדוק קוד תאריך, לבצע בדיקת הרטבה או לקחת על עצמו את הסיכון בכתיבתו.

יצרנים שמונעים כשל זה אינם אלה שיש להם תנור טוב יותר או פיסטה טובה יותר. אלו הם היצרנים שמעריכים את קוד התאריך כתאריך תפוגה ולא כתווית. השעון מתחיל בקו הציפוי ביום שהרכיב מסתיים. הוא לא עוצר לרגע בגלל חותמים לחצץ, הזמנות קנייה או מטרות טובות. בדקו אותו לפני שהגליל נכנס לקו – או הסבירו לצרכן למה החלקים שלהם בגיל 18 חודשים נכשלו באולפת הריפלו שלכם, ולא באולפתם.