SMT (Surface-mount technology) สามารถแบ่งประเภทได้ตามวิธีการบัดกรี ได้แก่ การบัดกรีแบบ flow และการบัดกรีแบบ reflow ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ความละเอียดของแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) และขนาดของ fine pitch ที่เล็กลง ได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้ต้องใช้เทคนิคที่สูงขึ้นในการผลิต
ในบทความนี้ นำเสนอเกี่ยวกับเรื่อง “การปรับปรุงข้อบกพร่องในกระบวนการ SMT (Surface-mount technology)” ที่บริษัท NIHON SUPERIOR (THAILAND) ที่ได้นำเสนอในงานนิทรรศการ เมื่อเดือนพฤษภาคม
เนื่องจากเวลาและวิวัฒนาการของเทคโนโลยีที่เปลี่ยนไป โลหะบัดกรีและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องได้ถูกพัฒนาขึ้นตามไปด้วย เช่น “โลหะบัดกรีไร้สารตะกั่ว” และ “น้ำยาฟลักซ์ที่ปราศจากสารฮาโลเจน” เพื่อสอดคล้องกับการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
นอกจากนี้ แม้ว่าเป้าหมายสุดท้ายของลูกค้าคือ การลดข้อบกพร่องเป็น “ศูนย์” (Zero defect) แต่ความจริงแล้วยังเป็นไปได้ยากเราขออธิบายประเด็นหลักๆ เพื่อลดอัตราการเกิดข้อบกพร่องให้กับลูกค้า
ในกรณีของ SMT (Surface-mount technology) ประเด็นสำคัญอยู่ที่ “ขั้นตอนการพิมพ์โซลเดอร์ครีม”(printing process of solder paste)
จากข้อมูลทางเทคนิค พบว่า 80% ของข้อบกพร่องเกิดจากการวางอุปกรณ์ (mounting) ซึ่งสามารถยับยั้งได้จากกระบวนการพิมพ์โซลเดอร์ครีม โดยการยับยั้งการเกิดข้อบกพร่องดังกล่าวมีรายละเอียดดังต่อไปนี้
▼ความสำคัญของstencil (Metal mask) ในการกระบวนการพิมพ์โซลเดอร์ครีม
ในการพิมพ์โซลเดอร์ครีม จะมีการใช้Stencil ซึ่งstencil มีรูขนาดเล็กและใหญ่แตกต่างกัน ตามพื้นที่ของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) โดยแผงวงจรพิมพ์และ stencil จะถูกนำมาวางไว้ในเครื่องพิมพ์โซลเดอร์ และทำการพิมพ์โดยการม้วน (Rolling) ตัวของโซลเดอร์ด้วยการใช้ที่ปาดยาง (squeegee)
แต่ทราบหรือไม่ว่า(stencil) ที่ใช้กับโซลเดอร์ครีม อาจเป็นสาเหตุของความผิดพลาดได้ ตามรูปด้านบน ดังนั้นการออกแบบ stencil จึงมีความสำคัญสำหรับการพิมพ์ (การส่งผ่านโซลเดอร์ครีมลงบนแผงวงจร) เพื่อไม่ให้ปริมาณโซลเดอร์มากหรือน้อยเกินไป
หลังจากพิมพ์โซลเดอร์ครีมลงไปบนแผงวงจรแล้ว เมื่อแผงวงจรพิมพ์แยกออกจาก stencil จะมีแรงดึงโซลเดอร์ครีมเกิดขึ้นระหว่างแผงวงจรพิมพ์และ stencil ทำให้เกิดการยืดของโซลเดอร์ครีมติดไปกับ stencil ระหว่างกระบวนการแยก เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพในการส่งผ่านโซลเดอร์ครีมไปยังแผงวงจรพิมพ์นั้น แรงของแผ่นวงจรพิมพ์ที่จะดึงโซลเดอร์ครีมจะต้องมากกว่าแรงจาก stencil ดังนั้นการออกแบบแม่พิมพ์จึงเป็นส่วนสำคัญ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งต้องคำนึงถึง “อัตราส่วนพื้นที่ (Area Ratio)” เป็นปัจจัยหลัก
เพื่อให้สามารถพิมพ์ได้อย่างต่อเนื่องและลดข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์ลง มี 4ข้อดังนี้
1. มาตรฐานคู่มือการออกแบบแม่พิมพ์ที่ได้รับการยอมรรับ คือ "คู่มือการออกแบบแม่พิมพ์ IPC-7525B"
2. ความหนาของ metal mask ควรอยู่ในช่วง 100 ถึง 150 μm
3. อัตราส่วนความกว้างและความหนา (Aspect ratio) = ความกว้างของการเปิด / ความหนาของแม่พิมพ์ฟลอยด์ (stencil foil) = W / T , อัตราส่วนควรมากกว่า 1.5
4. อัตราส่วนพื้นที่ (Area ratio) = พื้นที่เปิด / ผนังเปิด = W × L / 2 × (L + W) × T อัตราส่วนพื้นที่ควรมากกว่า 0.66
จาก 4 ข้อที่กล่าวมาข้างต้น การออกแบบลายแม่พิมพ์ (stencil) จะมีลักษณะดังรูปด้านล่าง รูปร่างลักษณะนี้ทำให้การส่งผ่านโซลเดอร์ครีมลงบนแผงวงจรพิมพ์สม่ำเสมอ รวมทั้งมีประสิทธิภาพและลดการเกิดข้อบกพร่องที่จะเกิดขึ้นได้
บริษัทของเรามีกำหนดการที่จะจัดแสดงนิทรรศการขึ้นอีกในอนาคต เพื่อนำเสนอความรู้และเทคโนโลยีใหม่ๆเกี่ยวกับการบัดกรี จึงขอเรียนเชิญทุกท่านที่สนใจเข้าร่วมในงานนิทรรศการในครั้งต่อไป
บริษัท นิฮอน สุพีเรีย (ไทยแลนด์)
Mobile:+66(0)92-538-7848(西田)
Email : d.nishida@nihonsuperior.com
Mobile:+66(0)89-045-5757(Pornthep)
Email : pornthep@nihonsuperior.com
Office
Tel: +66-(0)2-285-4471
Pornthep
Tel: +66(0)89-045-5757
Email: pornthep@nihonsuperior.com