《案例研究》客戶抱怨IO連接器上出現不明的白色粉沫

《案例研究》客戶抱怨IO連接器上出現不明的白色粉末這是工作熊公司產品最近碰到的一個品質問題,不良現象是全新產品的IO連接器上被客戶發現有「白色粉沫」沾污的情形。這很明顯是工廠的品質管控出了問題,只是這樣的白色粉沫怎麼會直接出到客戶手上而沒有在工廠的測試或外觀檢查或OQA關卡攔截到呢?

其實看到這類白色粉沫後,工作熊心裡面就已經很篤定這是助焊劑(flux)加上清潔劑所產生的特有現象了,因為工作熊在生產工廠看過這類白色粉沫已不下一次了。

實際將助焊劑塗抹在連接器上且放置於室溫環境下連續觀察幾天後,在第3天就可以陸續觀察到白色粉沫逐漸顯現出來,確實可以模擬出客戶反饋的同樣白色粉沫現象,將客戶反饋的不良品拿去做FTIR成份分析比對後也證實白色粉沫確實是助焊劑成分。

因為助焊劑塗抹後要等3天左右才會有逐漸固化並呈現出明顯的白色粉沫,但是工廠又都是一條龍作業,通常是當天或是隔天就會完成產品組裝並且包裝,這也解釋為何工廠端看不到白色粉沫及時攔截。

接著要回過頭來探討為何這個連接器要額外使用助焊劑?這是因為這顆連接器其實是傳統DIP元件,它走的是「波焊(Wave Soldering)」製程,波焊前就一定會噴上一層助焊劑。

出現白色粉末的IO連接器正面

另外一個問題,玩過波焊的朋友應該都知道,波焊的焊接品質其實不太容易控制,尤其在悍墊的設計不佳時(下圖的焊墊設計看起來並不是給波焊用的),所以就經常需要在波焊後做額外的補焊作業(touch-up),補焊後作業員一般都一定會使用清潔劑來清潔焊接處,因為擔心助焊劑殘留會造成腐蝕或微短路之類問題,有些時候為了讓焊接面的外觀看起來漂亮點,不論有無焊接不良,作業員也都會被要求用清潔劑來擦拭焊接處,當清潔劑使用過多時就會帶著混有助焊劑的清潔劑溢流到板子的另外一面,於是污染就這樣悄悄發生了。

出現白色粉末的IO連接器背面,殘留有清潔劑的痕跡。

下面兩張圖顯示,在IO連接器的基座及側邊也都可以看到明顯的白色粉沫與溶劑流過的痕跡,顯示清潔劑帶著助焊劑從板子另一面溢流過來的證據。

在IO連接器的基座及側邊都可以看到明顯的白色粉末與溶劑的痕跡,顯示清潔劑帶者助焊劑從板子另一面溢流過來的證據。在IO連接器的基座及側邊都可以看到明顯的白色粉末與溶劑的痕跡,顯示清潔劑帶者助焊劑從板子另一面溢流過來的證據。

DIP連接器如果不走波焊,其實還可以有以下的製程可以選擇:


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訪客留言內容(Comments)

請教一下, 等3天左右才會有逐漸固化並呈現, 但工廠生產當日就包裝出貨, 下對策後, 如何確保日後能在出貨檢驗中及時發現此問題?

Andersen,
這是個好問題。除非工廠改變流程,將PCBA留在產線超過三天,否則看不出來。
其實解決這個問題也很簡單。就是規定波焊線不能使用助焊劑就可以解決了,我們是連清潔劑也不用了,就乾刷吧!沒了汙染源,就不會有白粉了。
其實助焊劑的問題真的多多,所以要求產線上除非BGA重新植球,否則一律禁用助焊劑,執行一段時間看看囉。

簡單的自動焊接”至聚”了。這裡應該是選字錯誤吧,不是故意挑刺,在工作熊大大的網頁上也學習到很多東西,感謝工作熊大大

eric,
感謝抓錯!


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