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行全面的分析與改進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，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，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)檢查圖像光標中心設(shè)置；要求操作員手動捕捉焊接位時，將十字光標對準焊接位中心。

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。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。

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。

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?；蜓b配不好，應(yīng)檢查圖像設(shè)置予以報警。

4.結(jié)語

通過對維護人員進行不良品原因分析和處理流程的培訓，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

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[2]陳武柱.激光焊接與切割質(zhì)量控制.機械工業(yè)出版社，2010.

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