ข้อบกพร่องทั่วไปของกระบวนการ SMT และวิธีแก้ไข: คู่มือฉบับสมบูรณ์เพื่อการประกอบ PCB ที่เชื่อถือได้

เหตุใดการควบคุมข้อบกพร่องในกระบวนการผลิต SMT จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง
เทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (SMT) ต้องการความแม่นยำระดับไมครอนในการวางวางเนื้อบัดกรี การจัดวางชิ้นส่วน และการจัดการความร้อน ความแปรปรวนในการออกแบบแผ่นแม่พิมพ์ ปริมาณบัดกรี หรือโปรไฟล์การหลอมละลาย อาจทำให้เกิดข้อบกพร่องที่ส่งผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการออกแบบที่มีความหนาแน่นสูง ความเร็วสูง หรือหลายชั้น สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ การแพทย์ และโทรคมนาคม ข้อบกพร่องของ SMT ที่ตรวจไม่พบอาจทำให้เกิดความล้มเหลวร้ายแรงในภาคสนาม คู่มือนี้จะอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับข้อบกพร่องของ SMT ที่พบบ่อย สาเหตุหลัก และวิธีแก้ไขทางวิศวกรรม

1. ปรากฏการณ์ทูมสโตน (ปรากฏการณ์แมนฮัตตัน)

คำนิยาม: ระหว่างกระบวนการรีโฟลว์ ชิ้นส่วนชิป (เช่น 0201/0402) จะยกตัวขึ้นในแนวตั้ง ทำให้แยกออกจากแผ่นรองด้านหนึ่ง

สาเหตุทางเทคนิค:

• ·ปริมาณวางบัดกรีไม่สมดุลระหว่างแผ่นบัดกรีคู่
• ·มวลความร้อนที่ไม่สมมาตร (เช่น ความกว้างของร่องที่ไม่เท่ากัน หรือการเททองแดงที่ไม่เท่ากัน)
• ·อัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิการหลอมเหลวที่สูงเกินไป (>2°C/วินาที)
• ·การออกแบบช่องเปิดสเตนซิลที่ไม่ได้รับการปรับให้เหมาะสม
• ·รูปทรงแผ่นรองละเมิดกฎสมมาตรของ IPC-7351

โซลูชันด้านวิศวกรรม:

• ·ออกแบบแผ่น/ร่องรอยแบบสมมาตรต่อ ไอพีซี-7351บี แนวทางปฏิบัติ
• ·เลือกขนาด/ปริมาตรของช่องเปิดบนแผ่นสเตนซิลให้เหมาะสมกับขั้วต่อของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
• ·จำกัดอัตราการเพิ่มความเร็วในการไหลเวียนของเลือดให้เหลือน้อยที่สุด 1–2°C/วินาที
• ·ใช้การพิมพ์ทับช่องเปิด (สำหรับอุปกรณ์พาสซีฟที่มีขนาด ≤01005)
• ·ควรหลีกเลี่ยงการวางชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ใกล้กับแผ่นทองแดงขนาดใหญ่

2. การเชื่อมต่อด้วยการบัดกรี

คำนิยาม: การเชื่อมต่อตะกั่วโดยไม่ตั้งใจระหว่างตัวนำ/แผ่นโลหะที่อยู่ติดกัน

สาเหตุทางเทคนิค:

• ·ช่องเปิดของแม่พิมพ์มีขนาดใหญ่เกินไป หรือปริมาณกาวมากเกินไป
• ·ชั้นกั้นมาสก์บัดกรีไม่เพียงพอ (
• ·การปล่อยเนื้อครีมไม่ดี (เช่น อัตราส่วนความกว้างต่อความสูงของแม่พิมพ์ไม่เหมาะสม)
• ·การจัดแนวที่ไม่ตรงกันระหว่างการพิมพ์ลายฉลุ

โซลูชันด้านวิศวกรรม:

• ·ปรับใช้การลดขนาดรูรับแสง (เช่น "รูปทรงกระดูกสุนัข" สำหรับ QFP, "รูปทรงจานรอง" สำหรับ BGA)
• ·ปรับอัตราส่วนภาพรูรับแสงให้เหมาะสม (≥1.5) และอัตราส่วนพื้นที่ (≥0.66)
• ·ระบุความกว้างของแผ่นปิดกันบัดกรี ≥0.025 มม. สำหรับการออกแบบที่มีระยะห่างระหว่างขาละเอียด
• ·ปรับใช้ การตรวจสอบวางบัดกรีแบบ 3 มิติ (SPI)
• ·บังคับใช้ระเบียบการทำความสะอาดแม่พิมพ์

3. การบัดกรีไม่เพียงพอ (รอยต่อไม่เปียก/เปิด)

คำนิยาม: การเชื่อมประสานทางโลหะวิทยาไม่สมบูรณ์เนื่องจากตะกั่วบัดกรีไม่เพียงพอ

สาเหตุทางเทคนิค:

• ·ปริมาณเนื้อครีมไม่เพียงพอ
• ·โปรไฟล์การหลอมเหลวที่ไม่เหมาะสม (อุณหภูมิสูงสุดต่ำ หรือ TAL ต่ำ)
• ·การเกิดออกซิเดชันของแผ่นรอง/ส่วนประกอบ
• ·การแห้งตัวของเนื้อแป้งระหว่างการตากแดดเป็นเวลานาน

โซลูชันด้านวิศวกรรม:

• ·การเพิ่มประสิทธิภาพการไหลเวียนของเลือด: อุณหภูมิสูงสุด 240–245°C, TAL 60–90 วินาที
• ·ใช้ ยาสีฟันชนิด 4/5
• ·ระบุ การตกแต่งแบบเดี่ยว/เดี่ยว
• ·ควบคุมสภาพแวดล้อมการพิมพ์: 25±3°C, ความชื้นสัมสัมพัทธ์ 40–60%

4. การเลื่อน/การไม่ตรงแนวของชิ้นส่วน

คำนิยาม: การเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนระหว่างกระบวนการหลอม

สาเหตุทางเทคนิค:

• ·ความเหนียวของกาวไม่เพียงพอ
• ·ปัญหาการสั่นสะเทือน/การพาความร้อนของสายพานลำเลียง
• ·แรงดันหัวฉีด/ความสูงแกน Z ไม่ถูกต้อง
• ·การโก่งงอของแผ่น PCB ใกล้จุดหลอมเหลว (Tg)

โซลูชันด้านวิศวกรรม:

• ·แรงยึดเกาะของกาว >500 กรัม/มม.²
• ·ปรับเทียบเครื่องหยิบและวาง: ความแม่นยำ ≤30μm, แรง 0.2–0.5N
• ·ควบคุมความเร็วพัดลมและการสั่นสะเทือนของสายพานลำเลียง
• ·ใช้ FR-4 Tg170+ หรืออุปกรณ์รองรับ

5. ช่องว่างในรอยเชื่อมบัดกรี

คำนิยาม: ก๊าซที่ขังอยู่ภายในทำให้เกิดโพรงในรอยต่อ

พื้นที่เสี่ยงสูง: แผ่นระบายความร้อน QFN, ลูกบอล BGA, รูเชื่อมต่อกระแสสูง

สาเหตุทางเทคนิค:

• ·การดักจับฟลักซ์ระเหยแบบเร่งความเร็วอย่างรวดเร็ว
• ·ความชื้นในส่วนประกอบ MSL 2a+ ที่ยังไม่ผ่านการอบ
• ·แผ่นรองผ่านรูโดยไม่ต้องเติม/ปิดฝา
• ·พฤติกรรมการเปียกที่ไม่ดี

โซลูชันด้านวิศวกรรม:

• ·อัตราเร่ง: 1.0–1.5°C/วินาที
• ·อบก่อนต่อ เจ-เอสดี-033
• ·รูที่เติม/ปิดแล้ว
• ·ใช้การหลอมแบบสุญญากาศหรือวัสดุประสานที่มีฟองอากาศน้อย

6. ท่าเอาศีรษะซุกหมอน (HIP)

คำนิยาม: มีการวางสารยึดเกาะที่หน้าสัมผัสลูกบอล BGA แต่ไม่รวมตัวกันเป็นเนื้อเดียวกัน

สาเหตุทางเทคนิค:

• ·ความไม่ตรงกันของความบิดเบี้ยว
• ·ลูกบัดกรีที่เกิดออกซิเดชัน
• ·TAL สั้นเกินไป

โซลูชันด้านวิศวกรรม:

• ·อบ BGA: 125°C/12–24 ชม.
• ·ใช้ฟลักซ์ที่มีกิจกรรม ≥0.2%
• ·ขยาย TAL ให้เกิน 90 วินาที แล้วตรวจสอบด้วยรังสีเอ็กซ์
• ·ปรับการเรียงซ้อนให้เหมาะสมเพื่อควบคุมการบิดเบี้ยว

7. เศษตะกั่วกระเด็น

คำนิยาม: เศษตะกั่วขนาดเล็ก (

สาเหตุทางเทคนิค:

• ·อัตราการเพิ่มอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว (>3°C/วินาที)
• ·โลหะผสมที่ไม่สม่ำเสมอ: ฟลักซ์เพสต์
• ·การปนเปื้อนของแผ่นรอง
• ·การยึดเกาะของแผ่นปิดรอยบัดกรีไม่ดี

โซลูชันด้านวิศวกรรม:

• ·ยาสีฟันแบบไม่ต้องทำความสะอาดที่มีส่วนผสมของเรซินที่คงตัว
• ·อัตราการอุ่นเครื่อง: 1.0–1.5°C/วินาที จนถึง 150–180°C
• ·ใช้การทำความสะอาดด้วยพลาสมา
• ·ระบุหน้ากากบัดกรีที่มี CTI >175V

8. การยกตัว/การแยกชั้นของแผ่นรอง

คำนิยาม: แผ่นรองแยกออกจากฐาน PCB

สาเหตุทางเทคนิค:

• ·รอบการแก้ไขงานที่มากเกินไป
• ·วัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE) หรือค่าการนำความร้อน (Tg) ต่ำในแกน z
• ·การดูดซับความชื้น

โซลูชันด้านวิศวกรรม:

• ·จำกัดการใช้ความร้อนไม่เกิน 2 รอบต่อแผ่น
• ·ใช้เครื่องมือซ่อมแซมที่ควบคุมด้วยเทอร์โมคัปเปิล
• ·การอบแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB): 125°C/4–8 ชั่วโมง (IPC-1601)
• ·ใช้วัสดุเคลือบ: Tg >170°C, Td >340°C

การป้องกันข้อบกพร่อง SMT อย่างเป็นระบบ

• ·ดีเอฟเอ็ม: การตรวจสอบรูปแบบที่ดินตามมาตรฐาน IPC-2581 และ IPC-7351B
• ·การตรวจสอบ: การสร้างโปรไฟล์เตาอบแบบอินไลน์ SPI → AOI → AXI, KIC
• ·วัสดุ: MSL ตามมาตรฐาน IPC-J-STD-033 การทดสอบ SLP
• ·การฝึกอบรม: การรับรองมาตรฐาน IPC-A-610H, IPC-7711/7721

บรรลุผลลัพธ์ SMT ไร้ข้อบกพร่อง พร้อมความสุขเต็มเปี่ยม

การผลิต SMT ที่เชื่อถือได้นั้นต้องอาศัยความเชี่ยวชาญในด้านปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัสดุ กระบวนการ และการออกแบบ ความสุขที่เปี่ยมล้นและอุดมสมบูรณ์เราส่งมอบ PCBA ที่มีความสำคัญต่อภารกิจหลักผ่านทาง:

• ·DFM ที่ปรับให้เหมาะสมกับกระบวนการ: ฟีดแบ็กแบบเรียลไทม์ด้วย Valor NPI
• ·การตรวจสอบขั้นสูง: 3D SPI, AOI ที่ขับเคลื่อนด้วย AI, รังสีเอ็กซ์ 5 ไมโครเมตร
• ·การประกอบที่มีความน่าเชื่อถือสูง: ไมโครบีจีเอ (0.2 มม.), ช่องว่าง QFN
• ·การตรวจสอบย้อนกลับ: การบันทึกข้อมูลลำดับวงศ์ตระกูลระดับส่วนประกอบ

ติดต่อเรา เพื่อรับการตรวจสอบ DFM และการตรวจสอบกระบวนการ SMT ฟรี