ขนาด รูปร่าง และความหยาบของผนังของรูสเตนซิล SMT ส่งผลโดยตรงต่อการวางการเติม การคลาย และการครอบคลุมของแผ่นระหว่างการพิมพ์แบบวางประสาน การออกแบบที่ไม่เหมาะสมอาจนำไปสู่ข้อบกพร่องทั่วไป เช่น การเชื่อมประสาน การบัดกรีไม่เพียงพอ และการวางแนวที่ไม่ตรง จากกรณีความล้มเหลวของสายการผลิตจริง บทความนี้เผยให้เห็นความเข้าใจผิดเกี่ยวกับความถี่สูง 5 ประการ รวมถึงอัตราส่วนรูรับแสงที่ไม่เหมาะสม สี่เหลี่ยมคางหมูผกผันมากเกินไป และเสี้ยนขอบที่ยังไม่ได้ประมวลผล พร้อมด้วยวิธีแก้ปัญหาที่ต้นตอของสาเหตุ

ความลาดเอียงที่ใหญ่เกินไปในระหว่างการบัดกรีแบบรีโฟลว์สามารถทำให้เกิดข้อบกพร่องของสารบัดกรีทั่วไปได้อย่างง่ายดาย เช่น การกระเด็นของสารบัดกรี บอลบัดกรี การฝังศพ และการเปียกที่ไม่ดี สาเหตุหลักคือการระเหยของฟลักซ์อย่างรุนแรง การเร่งออกซิเดชันของผงบัดกรี และความเครียดจากความร้อนที่ไม่สมดุลบนส่วนประกอบ สายการผลิตควรจัดการเรื่องนี้โดยการปรับความชันของโซนอุ่นให้เหมาะสมแบบเป็นขั้นตอน การปรับตำแหน่งเทอร์โมคัปเปิล ลดเวลาในการแช่ และเพิ่มการจัดการห้องเย็นสำหรับสารบัดกรี

การกระเด็นของลวดบัดกรีบ่อยครั้งระหว่างการซ่อมแซมด้วยตนเอง การบัดกรีกลายเป็นปัญหาที่พบบ่อยในกระบวนการปรับปรุงสายการผลิต สาเหตุที่แท้จริงอยู่ที่ความไม่ตรงกันระหว่างอัตราการระเหยของฟลักซ์และการนำความร้อนของหัวแร้ง ปริมาณออกซิเจนที่มากเกินไปในลวดบัดกรี และจังหวะการทำงานที่ไม่เหมาะสม ปัจจุบัน อุตสาหกรรมกำลังเร่งการพัฒนาตามแนวทางขนาน 3 ประการ ได้แก่ ลวดบัดกรีที่กระเด็นต่ำ หัวแร้งควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ และ SOP บัดกรีซ่อมแซมที่ได้มาตรฐาน วิศวกรระดับแนวหน้าจำเป็นต้องปรับจังหวะเทคนิค ตรวจสอบข้อมูลแบตช์วัสดุที่เข้ามา และปรับปรุงรายละเอียดการฝึกอบรมภาคปฏิบัติไปพร้อมๆ กัน

เวลาอุ่นเครื่องของสารบัดกรีที่ไม่เพียงพอทำให้เกิดข้อบกพร่องทั่วไปในการผลิต SMT โดยตรง เช่น ลูกบัดกรี ข้อต่อบัดกรีเย็น และสะพานบัดกรี สาเหตุที่แท้จริงคือความหนืดของสารบัดกรีที่อุณหภูมิต่ำจะเพิ่มขึ้นอย่างผิดปกติที่อุณหภูมิต่ำ ส่งผลให้การพิมพ์ไม่ดีและลดการทำงานของฟลักซ์ จำเป็นต้องใช้การควบคุมสามขั้นตอนอย่างเคร่งครัดของการยืนอุณหภูมิห้อง 4 ชั่วโมง + การเขย่าก่อนเปิด + การวัดความหนืดหลังการอุ่นเครื่องเพื่อให้แน่ใจว่าวางบัดกรีได้รับการอุ่นอย่างเต็มที่ก่อนที่จะนำไปผลิต SMT

การฟอกขาวของข้อต่อการบัดกรีแบบคลื่นส่วนใหญ่มีสาเหตุมาจากความบริสุทธิ์ที่ไม่เพียงพอของแท่งบัดกรี GB/T 8012—2013 กำหนดว่าเนื้อหา Sn ในการบัดกรีที่ใช้ดีบุกจะต้องไม่น้อยกว่า 99.3% ขีดจำกัดบนของสิ่งเจือปน Pb คือ 0.005% และเนื้อหารวมขององค์ประกอบที่เป็นอันตราย เช่น As, Sb และ Bi จะต้องไม่เกิน 0.01% สายการผลิตจริง In ความบริสุทธิ์ของแท่งบัดกรีที่ลดลงทุกๆ 0.1% อาจเพิ่มความหนาของฟิล์มออกไซด์ของข้อต่อบัดกรีขึ้น 12% ส่งผลให้การสะท้อนแสงเพิ่มขึ้นอย่างผิดปกติและมีลักษณะเป็นสีขาวอมเทา

การเชื่อมประสานบ่อยครั้งที่เกิดปัญหาการลัดวงจรในไอซีพิทช์ละเอียด มักมีสาเหตุมาจากความหนืดของสารบัดกรีที่ไม่ตรงกันพร้อมความแม่นยำในการพิมพ์และพฤติกรรมการรีโฟลว์ จากข้อมูลที่วัดได้เป็นเวลา 20 ปีจากสายการผลิต SMT เอกสารนี้ชี้ให้เห็นว่าความหนืดของสารบัดกรีจำเป็นต้องได้รับการควบคุมภายในช่วง 350±30Pa·s เพื่อสร้างสมดุลอัตราการถ่ายโอนของปาดน้ำและการกักเก็บแผ่น ขณะเดียวกันก็ลดความเสี่ยงของการเชื่อมประสานใน IC ระดับละเอียด

การจัดเก็บสารบัดกรีที่ไม่เหมาะสมจะส่งผลให้กิจกรรมของสารบัดกรี SMT ลดลง การแยกส่วนประกอบของโลหะ และความไม่สมดุลในการระเหยของตัวทำละลาย การใช้บัดกรีบนสายการผลิตต่อไปอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องได้ง่าย เช่น ข้อต่อบัดกรีเย็น รอยหลุมศพ บอลบัดกรี และการเชื่อม และในกรณีที่รุนแรง อาจนำไปสู่ความล้มเหลวในการทำงานของ PCBA ทั้งชุด จากประสบการณ์จริงในสายการผลิต SMT กว่า 20 ปี บทความนี้กล่าวถึงจุดเสี่ยงทั่วไปของการตัดการเชื่อมต่อระหว่างการจัดเก็บและการใช้งานแบบบัดกรีโดยตรง

สารตกค้างหลังการบัดกรีที่มากเกินไปจากสารบัดกรีไร้ฮาโลเจนเป็นปัญหาที่พบบ่อยในสายการผลิต SMT เนื่องจากทำความสะอาดได้ยากและมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการปนเปื้อนของไอออนิกมากเกินไปหรือผลการทดสอบ ICT ที่ผิดพลาด การเลือกสารทำความสะอาดที่ใช้น้ำที่เข้ากันและการปรับพารามิเตอร์กระบวนการทำความสะอาดให้เหมาะสมสามารถควบคุมไอออนิกที่ตกค้างบนพื้นผิวได้เทียบเท่ากับ NaCl 0.28μg/cm2 ซึ่งช่วยเพิ่มผลผลิตและความน่าเชื่อถือในระยะยาวของ PCBA ความหนาแน่นสูงได้อย่างมาก

อัตราการโมฆะ BGA ที่มากเกินไปเป็นจุดรั่วไหลของต้นทุนความถี่สูงในสายการผลิต SMT จากข้อมูลที่วัดได้จากสายการผลิตจำนวนมาก บทความนี้เสนอมาตรการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ SMT ที่สามารถดำเนินการได้หกมาตรการ ซึ่งครอบคลุมการเชื่อมโยงที่สำคัญ เช่น การเลือกสารบัดกรี การออกแบบรูรับแสงของสเตนซิล พารามิเตอร์การพิมพ์ โปรไฟล์การจัดเรียงใหม่ และการควบคุมความบริสุทธิ์ของไนโตรเจน แต่ละมาตรการมีคำอธิบายประกอบพร้อมสถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง ผลประโยชน์เชิงปริมาณ และความเสี่ยงในการดำเนินการ แนะนำให้ใช้กลยุทธ์รวมของการเพิ่มประสิทธิภาพรูรับแสงแบบลายฉลุและการตรวจสอบความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนแบบไดนามิกเป็นลำดับความสำคัญ โดยลดต้นทุนต่อปีโดยประมาณที่ 186,000 หยวนต่อบรรทัด

อุณหภูมิหัวแร้งที่มากเกินไปจะเร่งการเกิดออกซิเดชันของลวดบัดกรี ทำให้เกิดการหลุดลอกของแผ่นฟอยล์ทองแดง ความเสียหายจากความร้อนต่อส่วนประกอบ และข้อต่อบัดกรีเย็นและข้อต่อบัดกรีปลอมบ่อยครั้ง ตามข้อ 8.2.3 ของ IPC-J-STD-001H ช่วงอุณหภูมิที่แนะนำสำหรับการเชื่อมหัวแร้งแบบแมนนวลคือ 300°C~380°C และเกิน 400°C ถือเป็นความเสี่ยงต่อความล้มเหลวของกระบวนการ In สายการผลิตจริง มากกว่า 75% ของข้อบกพร่องในการเปียกของข้อต่อประสานเกี่ยวข้องโดยตรงกับอุณหภูมิที่ไม่สามารถควบคุมได้

ความหนาที่ไม่สม่ำเสมอในการพิมพ์ SMT เป็นหนึ่งในข้อบกพร่องในการพิมพ์แบบวางประสานที่พบบ่อยที่สุดในสายการผลิต ซึ่งทำให้เกิดข้อบกพร่องในการบัดกรีโดยตรง เช่น การบัดกรีที่ไม่เพียงพอ การประสานการเชื่อม และหลุมศพ สาเหตุที่แท้จริงมักอยู่ที่ผลรวมของการลดทอนความตึงของลายฉลุ การสึกหรอของไม้กวาดหุ้มยาง และการรองรับ PCB ที่ไม่สม่ำเสมอ จำเป็นต้องค้นหาจุดเบี่ยงเบนอย่างรวดเร็วโดยการรวมข้อมูล SPI แบบเรียลไทม์ จากนั้นจึงบรรลุผลการแก้ปัญหาอย่างละเอียดผ่านการจัดการอายุการใช้งานของสเตนซิล การสอบเทียบแรงดันของไม้กวาดหุ้มยางแบบวงปิด และการปรับโครงสร้างฟิกซ์เจอร์ให้เหมาะสม

In การผลิต SMT ของชุดประกอบแผงแบบผสม การต่อ PCB ที่มีขนาด ความหนา และความจุความร้อนต่างกัน ทำให้ยากต่อการปรับโปรไฟล์การรีโฟลว์ให้สม่ำเสมอ ความไม่ตรงกันระหว่างหน้าต่างกิจกรรมของสารบัดกรีและจังหวะการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจริงอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องได้ง่าย เช่น ข้อต่อบัดกรีเย็น การฝังศพ และการบัดกรีเย็น บทความนี้กล่าวถึงปัญหาที่แท้จริงของสายการผลิตโดยตรง และนำเสนอโซลูชันการทำงานร่วมกันที่สามารถดำเนินการได้ทันทีสำหรับโปรไฟล์การรีโฟลว์ของชุดแผงแบบผสมในสี่มิติ ได้แก่ การเลือกสารบัดกรี การปรับโซนอุณหภูมิของเตาเผาอย่างละเอียด การชดเชยช่องเปิดลายฉลุ และการปรับสมดุลความร้อนเสริมด้วยตัวพา

ขี้เถ้าลอยมากเกินไปในสระหลอมแท่งบัดกรีส่งผลโดยตรงต่อผลผลิตของการบัดกรีแบบคลื่นและอายุการใช้งานของอุปกรณ์ เอกสารนี้ดำเนินการเปรียบเทียบแนวนอนของประสิทธิภาพการทำงานของขี้โลหะของแท่งบัดกรีหลักสามประเภท ได้แก่ แท่งบัดกรีที่มีฤทธิ์สูง แท่งบัดกรีที่มีขี้โลหะต่ำ และแท่งบัดกรีที่มีฟอสฟอรัส ในห้ามิติ ได้แก่ ความถี่ความล้มเหลวของสายการผลิตจริง อัตราการสร้างขี้โลหะบัดกรี ความเข้ากันได้ของฟลักซ์ ชั่วโมงการทำงานในการบำรุงรักษา และต้นทุนระยะยาว ระบุไว้อย่างชัดเจนว่าแท่งบัดกรีที่มีขี้โลหะต่ำควรได้รับการจัดลำดับความสำคัญสำหรับสถานการณ์ PCB แบบผสมที่มีปริมาณขนาดเล็กและขนาดกลาง ในขณะที่แท่งบัดกรีที่มีฟอสฟอรัสจะต้องจับคู่กับระบบปราบปรามการเกิดออกซิเดชันของการบัดกรีแบบคลื่นที่ได้รับการอัพเกรดเพื่อการผลิต PCB ที่มีเนื้อหาทองแดงสูงอย่างต่อเนื่อง

ข้อบกพร่องของข้อต่อโลหะบัดกรีแบบเปิดบ่อยครั้งในส่วนประกอบ 0201 มักเกิดจากการไม่ตรงกันระหว่างคุณสมบัติทางรีโอโลยีของสารบัดกรีและความแม่นยำของช่องรับแสงของสเตนซิล SMT จากข้อมูลที่วัดได้จากสายการผลิตจำนวนมาก เอกสารนี้ชี้ให้เห็นว่าการเลือกครีมบัดกรีแบบไม่ต้องทำความสะอาดด้วยดัชนีไทโซทรอปิก ≥0.75 และขนาดอนุภาค D50 ≤18μm สามารถเพิ่มความต้านทานแรงดึงของรอยบัดกรีได้ 32% เมื่อจับคู่กับสเตนซิล SMT ที่แกะสลักด้วยเลเซอร์ด้วยอัตราส่วนพื้นที่รูรับแสง ≥0.65 อัตราข้อต่อบัดกรีแบบเปิดจะลดลงจาก 4800ppm เป็น 620ppm

ในระหว่างกระบวนการบัดกรีแบบรีโฟลว์ของ PCB ที่ดูดซับความชื้น น้ำภายในจะระเหยอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดการกระเด็นของสารบัดกรี สาเหตุหลักมาจากความขัดแย้งระหว่างความล้มเหลวระดับ MSL ตามที่ระบุไว้ใน J-STD-020D และเกณฑ์การยอมรับใน IPC-A-610G เมื่อการดูดซับความชื้นของ PCB เกิน 0.15% wt และอัตราการให้ความร้อนในโซนอุ่นเกิน 3°C/s แรงดันไอน้ำจะเกินความแข็งแรงของชั้นฟิล์มที่บัดกรี ทำให้เกิดการกระเด็น ผู้ปฏิบัติงานแนวหน้ามักเข้าใจผิดคิดว่าสิ่งนี้เกิดจากกิจกรรมการบัดกรีที่สูงเกินไป ขณะเดียวกันก็ละเลยพารามิเตอร์การอบที่อยู่นอกการควบคุม

In การทำงานจริงของสายการผลิต SMT แม้ว่าจะใช้ครีมบัดกรีจากชุดเดียวกัน ข้อบกพร่อง เช่น ข้อต่อบัดกรีเย็น สะพานบัดกรี หรือการฝังศพ ยังคงเกิดขึ้นบ่อยครั้ง สาเหตุที่แท้จริงอยู่ที่อิทธิพลควบคู่ของตัวแปรหลายตัว รวมถึงความแม่นยำในการพิมพ์ โปรไฟล์การจัดเรียงกระดาษ ความตึงของลายฉลุ และอุณหภูมิและความชื้นโดยรอบ จากประสบการณ์ 20 ปีในการว่าจ้างบุคลากรหน้างาน บทความนี้จะกล่าวถึงสาเหตุหลักในทางปฏิบัติ 5 ประการของการบัดกรีแบบต่างๆ โดยตรง ซึ่งครอบคลุมพารามิเตอร์หลัก เช่น แรงกดของไม้กวาดหุ้มยาง 3.5~4.2 กก. อัตราส่วนพื้นที่รูรับแสงของลายฉลุ ≥0.66 และอุณหภูมิสูงสุดของการรีโฟลว์ที่ 235±2°C และให้เส้นทางการสอบเทียบที่ดำเนินการได้ทันที

กระบวนการรีโฟลว์ผ่านรูกำลังเข้ามาแทนที่การบัดกรีด้วยคลื่นแบบเดิมอย่างรวดเร็ว และการใช้สารบัดกรีกลายเป็นปัญหาคอขวดของผลผลิต การติดที่มากเกินไปทำให้เกิดการเชื่อมและการติดหลุมศพ ในขณะที่การติดที่ไม่เพียงพอนำไปสู่ข้อต่อการบัดกรีเย็นและการไต่ระดับของการบัดกรีที่ไม่ดี อุตสาหกรรมกำลังเพิ่มความเข้มงวดในการควบคุมความแม่นยำของการใช้สารบัดกรีอย่างเป็นระบบผ่านวิธีการต่าง ๆ เช่น การเพิ่มประสิทธิภาพรูรับแสงของลายฉลุ การออกแบบความหนาขั้นบันได และการชดเชยพารามิเตอร์การพิมพ์แบบไดนามิก

การกระเด็นของฟลักซ์จากลวดบัดกรีที่ทำให้ส่วนประกอบ PCB เสียหาย เป็นปัญหาที่พบบ่อยในงานซ่อม SMT และการบัดกรีด้วยมือ ซึ่งมีรากฐานมาจากความแตกต่างในกิจกรรมของฟลักซ์ อัตราการระเหย ความหนืดหลอมเหลว และโครงสร้างลวดบัดกรี จากการวัดในสายการผลิต เอกสารนี้จะเปรียบเทียบแนวโน้มการกระเด็น การกัดกร่อนที่ตกค้าง และช่วงเผื่อการปฏิบัติงานของฟลักซ์ลวดบัดกรีสามประเภท ได้แก่ แบบมีสารขัดสน ไม่ทำความสะอาด และละลายน้ำได้ ในสถานการณ์ทั่วไป เช่น การทำงานซ้ำของตัวต้านทานชิป 0402 การบัดกรีแบบสัมผัสอุปกรณ์เทอร์มิสเตอร์ QFN32 และการเสริมแผ่น LED กำลังสูง ขอแนะนำให้ใช้ลวดบัดกรีที่มีส่วนผสมจากโรซินสำหรับการทำงานซ้ำในระดับละเอียดที่มีความหนาแน่นสูง จำกัดประเภทที่ละลายน้ำได้เฉพาะกับพื้นผิวอะลูมิเนียมเปลือยที่ปราศจากทองแดง และระบุประเภทที่ไม่ทำความสะอาดว่ามีประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีที่สุดในการบัดกรีทะลุรูแบบธรรมดาและบอร์ดสองด้าน

รอบการบัดกรีแบบรีโฟลว์หลายครั้งทำให้ความน่าเชื่อถือของข้อต่อบัดกรีอ่อนลงอย่างมาก ซึ่งเกิดจากการซ้อนทับของการเปลี่ยนแปลงที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ เช่น การเติบโตซ้ำๆ ของชั้นสารประกอบระหว่างโลหะ การเกิดการเปราะของ IMC การแข็งตัวของเกรนของบัดกรี และอัตราโมฆะที่เพิ่มขึ้น สายการผลิต In สถานการณ์ เช่น การทำงานซ้ำ BGA การประกอบบอร์ดสองด้านแบบผสม และการประกอบบอร์ดแบบเรียงซ้อน มักจะกระตุ้นให้เกิดการไหลซ้ำในระดับทุติยภูมิหรือตติยภูมิ ดังนั้นความเสี่ยงจึงต้องได้รับการควบคุมผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพโปรไฟล์อุณหภูมิ การเลือกใช้สารบัดกรี และการออกแบบแผ่นประสาน

การชุบแผ่น PCB ส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการเปียกของสารบัดกรี ประเภทการชุบที่แตกต่างกันแสดงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในอัตราปฏิกิริยาระหว่างพื้นผิว การก่อตัวของสารประกอบระหว่างโลหะ และแนวโน้มการเกิดออกซิเดชันในระหว่างขั้นตอนการรีโฟลว์ ซึ่งนำไปสู่ข้อบกพร่องบ่อยครั้ง เช่น ข้อต่อบัดกรีเย็น รอยหลุมศพ และการบัดกรีเปียกที่ไม่ดี จากกรณีความล้มเหลวของสายการผลิตจริง บทความนี้กล่าวถึงความแตกต่างด้านประสิทธิภาพในทางปฏิบัติของประเภทการชุบทั่วไป รวมถึง ENIG, OSP, immersion silver และ HASL ในการพิมพ์แบบบัดกรี การวางส่วนประกอบ และขั้นตอนการจัดเรียงใหม่