สาเหตุหลักของการบัดกรีแปะบน PCB ที่ถูกดูดซับความชื้นในระหว่างการบัดกรีแบบรีโฟลว์คือการเปลี่ยนแปลงเฟสอย่างรวดเร็วของความชื้นที่ถูกดูดซับภายในซับสเตรตในระหว่างขั้นตอนการอุ่นรีโฟลว์ เมื่อการดูดซับความชื้นของ PCB เกินค่าวิกฤต 0.15% wt ที่ระบุไว้ในตาราง 4-1 ของ J-STD-020D และอัตราการทำความร้อนของโซนอุ่นเกินขีดจำกัดบนที่แนะนำที่ 3°C/s ใน IPC/JEDEC-9704 โมเลกุลของน้ำจะสะสมที่ส่วนต่อประสานระหว่างผ้าแก้วและเรซิน เพื่อสร้างฟองไอความดันสูงในท้องถิ่น เมื่อความดันนี้เกินค่าแรงเฉือนของชั้นการพิมพ์แบบบัดกรี (ค่าปกติ 0.8~1.2MPa) จะทำให้เกิดการดีดตัวของฟลักซ์และการบัดกรีกระเด็น ปรากฏการณ์นี้มีความโดดเด่นเป็นพิเศษในพื้นที่ BGA ที่มีความหนาของบอร์ด FR-4 >1.6 มม. และอัตราส่วนพื้นที่ฟอยล์ทองแดง >65%
ตามข้อ 8.3.2 ของ IPC-A-610G หากเส้นผ่านศูนย์กลางของช่องว่างที่เกิดจากการบัดกรีแตกมีค่ามากกว่า 25% ของเส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่น จะถือว่ามีข้อบกพร่อง สายการผลิตจริง In ขนาดช่องว่างของกรณีความล้มเหลวส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในช่วง 120~180μm ซึ่งสอดคล้องกับเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนวิกฤตของแพด QFN ระยะพิทช์ 0.3 มม. ทุกประการ ในขณะนี้ การตรวจสอบด้วยรังสีเอกซ์พบว่าอัตราการเป็นโมฆะมักจะสูงถึงมากกว่า 35% ซึ่งเกินเส้นควบคุม 15% ที่แนะนำโดย IPC-7095C มาก ที่สำคัญกว่านั้น สารตกค้างที่เกิดจากการบัดกรีจะปิดกั้นรูลายฉลุ นำไปสู่การเชื่อมประสานหรือการบัดกรีที่ไม่เพียงพอในแบตช์ต่อๆ ไป โรงงานอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์แห่งหนึ่งเคยทำลายแผงควบคุมหลัก ADAS จำนวน 2,300 ชิ้นเป็นชุดเนื่องจากปัญหานี้
ข้อบังคับมาตรฐานกำหนดว่า PCB เกรด MSL3 จะต้องเก็บไว้ในสภาพแวดล้อม ≤30°C/60%RH หลังจากเปิด และเวลาเปิดรับแสงสะสมต้องไม่เกิน 168 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม บุคลากรแนวหน้ามักจะเพิกเฉยต่อค่าเบี่ยงเบนการสอบเทียบของไฮโกรมิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อม ค่าการแสดงผล RH ที่วัดได้ของเวิร์กช็อปบางแห่งคือ 58% ในขณะที่ค่าจริงสูงถึง 72% ซึ่งช่วยเร่งอัตราการดูดซับความชื้นที่แท้จริงของ PCB ได้ถึง 2.3 เท่า ในขณะเดียวกันก็เกิดความเข้าใจผิดในการตั้งค่าอุณหภูมิในการอบ J-STD-033C ห้ามมิให้ใช้ 125°C เป็นพารามิเตอร์การอบทั่วไปอย่างชัดเจน สำหรับ PCB ที่มีความยืดหยุ่นซึ่งมีแผ่นเสริม PET ต้องลดอุณหภูมิลงเหลือ 80°C และขยายเวลาการอบเป็น 24 ชั่วโมง มิฉะนั้นแผ่นเสริมจะเกิดรอยย่นและทำให้เกิดการขูดลายฉลุที่ผิดปกติ
เราได้ตรวจสอบผลกระทบของวิธีการอบแบบต่างๆ ที่มีต่ออัตราการบัดกรีแตกแล้ว ภายใต้เกรด MSL เดียวกัน อัตราการบัดกรีหลังการบำบัดในเตาอบสุญญากาศ (-0.095MPa) เป็นเวลา 4 ชั่วโมงคือ 0.07% ในขณะที่อัตราการบัดกรีในเตาอบแบบพาความร้อนทั่วไป (125°C/8ชม.) จะเพิ่มขึ้นเป็น 0.62% สาเหตุหลักที่ทำให้เกิดความแตกต่างก็คือ สภาพแวดล้อมที่เป็นสุญญากาศสามารถเร่งการถ่ายเทของความชื้นในไมโครรูขุมขนที่อยู่ลึกได้ อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าหากระดับสุญญากาศเกิน -0.1MPa หมึกหน้ากากประสานจะพอง ซึ่งทำให้อัตราการทำงานซ้ำของโรงงานบรรจุภัณฑ์ LED เพิ่มขึ้น 11 จุดเปอร์เซ็นต์ ดังนั้นในการทำงานจริง ควรใช้ค่า Tg ที่ผู้ผลิต PCB กำหนดไว้เป็นเกณฑ์มาตรฐาน เมื่อ Tg <130°C อุณหภูมิการอบแบบสุญญากาศจะต้องลดลงเหลือ 105°C และต้องตรวจสอบปริมาณออกซิเจนในเตาอบให้ <50ppm
การบัดกรีนั้นไม่ใช่สาเหตุหลัก แต่การเลือกระบบฟลักซ์จะขยายความเสี่ยง อัตราการระเหยของตัวทำละลายของสารบัดกรีชนิด RMA ที่ใช้ขัดสนในระหว่างขั้นตอนการจับยึด 150°C จะช้ากว่าชนิดไม่ทำความสะอาดถึง 40% ซึ่งปิดกั้นช่องทางหนีไอน้ำ จุดหลอมเหลวที่สูง (227°C) ของโลหะผสม SN100C จะช่วยยืดเวลาของของเหลวออกไป 1.8 วินาที ซึ่งจะช่วยสำรองช่องหลบหนีของไอน้ำไว้มากขึ้นแทน ดังนั้น หลังจากที่โรงงานโมดูลการสื่อสารเปลี่ยนมาใช้ส่วนผสมของการวางบัดกรีแบบไม่ต้องทำความสะอาด SN100C อัตราการแตกของบัดกรีจึงลดลง 76% อย่างไรก็ตาม จะต้องปรับโปรไฟล์การรีโฟลว์พร้อมกัน และควรลดอุณหภูมิสูงสุดจาก 245°C เป็น 242°C เพื่อหลีกเลี่ยงการเปราะของสารประกอบระหว่างโลหะ
วิธีการระบุอย่างรวดเร็วที่ไซต์งานคือการสังเกตสถานะขอบของสารบัดกรีในขณะที่ปล่อยสเตนซิล หากเสี้ยนหยักหรือความลึกของรอยกดตรงกลาง >15μm แสดงว่าปริมาณความชื้นของ PCB เกินเส้นเตือน ในเวลานี้ ควรหยุดสายการผลิตทันที และควรเก็บตัวอย่างปริมาณความชื้นของแผงทั้งสามแผงเพื่อตรวจสอบ ใช้เครื่องวัดความชื้นด้วยฮาโลเจน Mettler Toledo HR83 ในการวัดค่า หากค่าเฉลี่ยคือ >0.12%wt ต้องเริ่มการอบฉุกเฉิน ห้ามมิให้ขยายเวลาการรีโฟลว์โดยตรงโดยเด็ดขาด เนื่องจากภาคผนวก B ของ J-STD-020D ชี้ให้เห็นว่าการทำงานล่วงเวลาในเขตจับยึดจะทำให้การเกิดออกซิเดชันของลูกบัดกรีชิป IC รุนแรงขึ้น ซึ่งเพิ่มความน่าจะเป็นของการบัดกรีเย็นถึง 3.5 เท่า
บทความที่เกี่ยวข้อง
- การใช้ PCBA Solder Paste
- การรีโฟลว์ของ PCB การกระจายความร้อนสูง โซลูชันการปรับปรุงสำหรับ Solder Paste Solder Voids
- การบัดกรี SMT ของบอร์ดทองแดงหนา: การเพิ่มประสิทธิภาพของการวางบัดกรีและโปรไฟล์อุณหภูมิ
- การชุบแผ่นที่แตกต่างกัน: ช่องว่างในประสิทธิภาพการบัดกรีแบบวางประสานอยู่ที่ไหน?
- วิธีหลีกเลี่ยงความเสียหายของส่วนประกอบ PCB ที่เกิดจากการกระเด็นของฟลักซ์ลวดบัดกรี
- หลักการเบื้องหลังการกระเด็นของสารบัดกรีเมื่อ PCB ที่ชื้นผ่านเตาอบ reflow คืออะไร
- จะทำอย่างไรเมื่อออกซิเดชันของแผ่น PCB ป้องกันการบัดกรีที่แข็งแกร่งแม้จะมีการบัดกรีคุณภาพสูงก็ตาม
- กระบวนการบัดกรีและกาวสีแดงสามารถผสมบน PCB เดียวกันได้หรือไม่




