HSA錫球焊接工序的不良品分析與改善

楊正榮

【摘要】介紹硬盤制造中HSA 激光焊接工序常見不良品種類，對其起因進(jìn)行分析，系統(tǒng)性的總結(jié)糾正方法，制定了指導(dǎo)性處理流程。實踐證明它有助于改善品質(zhì)，減少不良品成本和處理不良品的停機(jī)時間。

【關(guān)鍵詞】不良品；分析；改善

引言

隨著硬盤在云計算領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展， 其可靠性也有了更高的要求。在其制造過程中的HSA（Head Stack Assembly 磁頭臂組合） 焊接工序，磁頭得以通過HSA自身線路與外部交換信息。錫球焊接作為焊接方式之一，對該工序的不良品進(jìn)行全面的分析與改進(jìn)方法的探討對于工序改善是必要的。

1.焊接工序簡介

利用激光能量通過焊咀融化錫球，從而將FPC和BFC一一對應(yīng)連接導(dǎo)通。

2.常見焊接不良品

2.1 焊錫不良

2.2 燒焦

2.3 錫點短路

2.4 不沾錫

2.5 錫洞

2.6 焊錫熔出

2.7 焊位無錫

2.8 錫濺

2.9 焊錫裂

2.10 排列錯位

3.原因分析及糾正行動

本工序不良品基本上是外觀可見的，故障處理、工序改良應(yīng)首先了解不良品發(fā)生的條件；其次觀測不良品的特征，有沒規(guī)律；最后看不良品的程度。根據(jù)這些初步判斷哪些原因最有可能，通過檢查確認(rèn)，找出真正原因。

3.1 焊錫不良

是本工序中最常見的不良品，表現(xiàn)為錫融合不充分，流動不均勻，不飽滿。原因分析及糾正：

3.1.1 能量偏低：無法保證錫融透流動，用能量表檢查，如偏小應(yīng)該增加能量，一般每次增加5毫焦左右，在找到最優(yōu)參數(shù)后再試做3-5個貨以確認(rèn)參數(shù)。

3.1.2 能量不穩(wěn)定：檢查透鏡光纖等光路部件和激光發(fā)生器，校正。

3.1.3 焊接高度過高：會造成錫球落點漂移不準(zhǔn)，檢查調(diào)整高度。

3.1.4 激光和焊咀位置有偏移：檢查四軸運動控制組件、做貨夾具及光斑。

3.1.5 圖像捕捉偏差：檢查圖像參數(shù)及搜索框設(shè)置、光源調(diào)節(jié)，調(diào)整優(yōu)化，通過捕捉測試，直至最佳效果。

3.1.6 焊咀沾錫：焊咀內(nèi)壁和端面沾錫后，易與經(jīng)焊咀口的高溫融化后下落的錫球粘連，改變錫球下落軌跡，從而造成焊錫不良；在顯微鏡下檢查焊咀口及內(nèi)壁，清洗處理或更換。

3.2 燒焦

燒焦是把焊點周圍的部位或?qū)Ь€燒壞，原因及糾正：

3.2.1 能量過高：檢查焊咀口能量，如偏大應(yīng)減少能量。

3.2.2 激光和焊咀位置有偏移：拆裝焊咀組件和激光組件可能引起光路中心和焊咀中心偏移，重新檢查調(diào)校。

3.2.3 空打激光：會燒壞產(chǎn)品，一般是氮氣壓力問題和設(shè)置參數(shù)錯誤，誤判斷為有球而打激光；應(yīng)檢查氮氣壓力設(shè)置參數(shù)，將有球和無球氣壓值設(shè)置明顯區(qū)分。

3.2.4 有碎球/碎屑：錫球是在幫頭組件里通過旋轉(zhuǎn)的碟片逐個分配進(jìn)入焊咀，長期運轉(zhuǎn)可能有碎球、碎屑產(chǎn)生，在激光能量下融化，濺落在產(chǎn)品上而引起燒焦。

3.2.5 找錯圖像或點錯焊接位置：找錯焊接位置很可能燒焦。

3.3 錫點短路

錫點短路是任意相鄰的焊接位有錫短接，分析及糾正：

3.3.1 高度有問題：偏低時，焊咀運動拖帶熔錫造成短路；偏高時 ，焊錫噴到焊接位時力度太強(qiáng)和面積過大造成短路，應(yīng)檢查調(diào)整高度。

3.3.2 能量偏高：錫融散過開，形成粘連短接。應(yīng)檢查能量并調(diào)低。

3.3.3 圖像捕捉有誤：若圖像出現(xiàn)左右偏差，可能造成相鄰焊接位粘連短接，應(yīng)檢查圖像光標(biāo)中心設(shè)置；要求操作員手動捕捉焊接位時，將十字光標(biāo)對準(zhǔn)焊接位中心。

3.4 不沾錫

不沾錫，或錫球仍是球狀未熔開，原因分析及糾正：

3.4.1 錫球或產(chǎn)品來料氧化：可能造成不粘錫，先用顯微鏡檢查有沒色變作初步判斷，再送實驗室作成分分析以確認(rèn)。檢查錫球存儲氮氣系統(tǒng)是否正常，來料問題應(yīng)反映給相關(guān)部門以加強(qiáng)控制與改善。

3.4.2 能量太低：無法融化錫球，應(yīng)加大。

3.4.3 來料污染：焊位上有雜質(zhì)，可先在顯微鏡下檢查，再作成分分析以確認(rèn)。

3.5 錫洞

錫洞就是在錫中間有洞或凹坑。原因分析及糾正：

3.5.1 焊嘴高度過低：保護(hù)氮氣直接吹到焊錫上，造成錫洞，應(yīng)檢查調(diào)整高度。

3.5.2 能量氣壓過大：錫融合后在中部形成凹坑。

3.5.3 焊錫材料異常：錫洞在位上分布不均，形狀無規(guī)則，可能跟焊錫材料與來料異常有關(guān)，應(yīng)檢查確認(rèn)。

3.6 焊錫熔出

是一個或多個甚至一排錫朝外熔出焊接位，原因分析及糾正：

3.6.1 偏移量設(shè)置：偏移量過大會造成錫朝外熔出，應(yīng)調(diào)整設(shè)置參數(shù)。

3.6.2 焊咀沾錫：可能改變錫球下落軌跡，導(dǎo)致錫偏離焊接中心，在焊接位外形成不規(guī)則的錫熔出。

3.6.3 焊接高度過高：會導(dǎo)致錫球落點漂移，若氣壓偏大，更會加劇造成焊錫熔出，檢查調(diào)節(jié)焊接高度。

3.7 焊位無錫

一般是分球裝置和氣壓設(shè)置問題，造成漏焊，應(yīng)先檢查焊接位外有沒錫，再檢查清洗分球裝置，優(yōu)化氣壓設(shè)置。

3.8 錫濺

錫飛濺到焊接位以外，一是激光能量太高，造成焊錫熔得太開太快而飛濺；二是焊錫噴到焊接位的邊緣造成飛濺。

3.9 焊錫裂

錫有裂紋，一般是能量過高且打偏，或者來料異常。

3.10 排列錯位

錯位往往是來料異常或裝配不好，應(yīng)檢查圖像設(shè)置予以報警。

4.結(jié)語

通過對維護(hù)人員進(jìn)行不良品原因分析和處理流程的培訓(xùn)，不良品率有了顯著改善， 2013年比上年總共降低1022 DPPM，同時縮短品質(zhì)問題處理時間，提高設(shè)備利用率。

參考文獻(xiàn)

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