ข้อบกพร่องทั่วไปของการพิมพ์สเตนซิลสำหรับการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

การประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB)เป็นกระบวนการผลิตที่อาศัยความแม่นยำสูง ซึ่งในแต่ละขั้นตอนจะส่งผลต่อความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย การพิมพ์บัดกรีด้วยสเตนซิลเป็นหนึ่งในขั้นพื้นฐานที่สุดกระบวนการ SMTกระบวนการพิมพ์ด้วยสเตนซิลกำหนดปริมาณของบัดกรีที่มีอยู่ ตำแหน่งของบัดกรีนั้น และความเสถียรของชิ้นส่วนในกระบวนการรีโฟลว์ ก่อนที่ชิ้นส่วนจะถูกวางหรือบัดกรี

การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยของปริมาณหรือแนวการพิมพ์บัดกรีสามารถทำให้เกิดความบกพร่องบางอย่างได้ รวมถึงการลัดวงจร ข้อต่อที่ไม่แข็งแรง หรือความล้มเหลวของชิ้นส่วน ด้วยการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่ถูกผลักดันไปสู่ระยะพิทช์ที่ละเอียดขึ้นและความหนาแน่นที่สูงขึ้น การควบคุมการพิมพ์ผ่านสเตนซิลจึงกลายเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้มั่นใจได้ถึงผลผลิตและลดการทำงานแก้ไขให้น้อยที่สุด

เหตุใดการพิมพ์ด้วยสเตนซิลจึงมีความสำคัญในการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

การพิมพ์ด้วยสเตนซิลจะทาบางประสานลงบนแผ่นรองของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ผ่านช่องเปิดที่ถูกตัดอย่างแม่นยำหลายช่องด้วยใบปาดโลหะ กระบวนการนี้ส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำของ:

การนำไฟฟ้าและความแข็งแรงของจุดบัดกรี

การจัดวางตัวเองของชิ้นส่วนใหม่ระหว่างการรีโฟลว์

อัตราความสำเร็จในการประกอบสำเร็จตั้งแต่ครั้งแรกและผลผลิตการประกอบ

ความเชื่อถือได้ของผลิตภัณฑ์ในระยะยาว

เนื่องจากกระบวนการถัดไปไม่สามารถแก้ไขปริมาณการพิมพ์บัดกรีที่บกพร่องได้ ข้อบกพร่องส่วนใหญ่ของ SMT จึงเกิดขึ้นในขั้นตอนการพิมพ์ ปัจจัยสำคัญสามประการของการพิมพ์ให้ประสบความสำเร็จ ได้แก่

การออกแบบสเตนซิลและความหนาที่เหมาะสม

คำสั่งการพิมพ์คงที่ (ความเร็ว แรงกด มุม)

ครีมประสานบัดกรีอยู่ในสภาพดี อุปกรณ์สะอาด

ข้อบกพร่องจะถูกเปิดเผยในไม่ช้าเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงตัวแปรใด ๆ เหล่านี้

ข้อบกพร่องทั่วไปในการพิมพ์ด้วยสเตนซิล

ปริมาณครีมประสานบัดกรีไม่เพียงพอหรือมากเกินไป

หนึ่งในปัญหาที่พบบ่อยที่สุดของการพิมพ์ด้วยสเตนซิลคือปริมาณของครีมประสานที่ไม่ถูกต้อง ปริมาณครีมประสานที่ไม่เพียงพอจะทำให้เกิดรอยประสานที่ไม่ดีหรือมีตำหนิ ในขณะที่ครีมประสานที่มากเกินไปจะเพิ่มโอกาสการเกิดสะพานเชื่อมและการปนเปื้อน

สาเหตุ

ขนาดของรูเปิดหรือความหนาของสเตนซิลไม่ถูกต้อง

การปรับแรงกดของยางปาดน้ำที่ไม่เหมาะสม

ความหนืดของครีมประสานบัดกรีสูงหรือวัสดุหมดอายุ

การปลดปล่อยสเตนซิลได้ไม่ดีเนื่องจากช่องเปิดอุดตัน

โซลูชัน

ปรับให้เหมาะสมการออกแบบรูรับแสง โดยปกติจะใช้ส่วนประกอบที่มีระยะพิทช์ละเอียดประมาณ 10–20%

ตรวจสอบให้แรงกดของยางปาดคงที่และความเร็วในการพิมพ์สม่ำเสมอ

เก็บรักษาบัดกรีแบบครีมในคลังภายใต้สภาพแวดล้อมที่เหมาะสม และปล่อยทิ้งไว้ให้ปรับอุณหภูมิให้คงที่ก่อนใช้งาน

แนะนำให้ทำความสะอาดสเตนซิลเป็นประจำตามกำหนดเวลาเพื่อหลีกเลี่ยงการอุดตัน

พื้นฐานของรอยบัดกรีที่สม่ำเสมออยู่ที่ปริมาณของครีมประสานที่คงที่

สะพานบัดกรี

สะพานบัดกรีเกิดขึ้นเมื่อแผ่นรองบัดกรีที่อยู่ติดกันสัมผัสกับตะกั่วบัดกรีส่วนเกินโดยไม่ตั้งใจ ส่งผลให้เกิดการลัดวงจรทางไฟฟ้าหลังการรีโฟลว์

สาเหตุ

การพิมพ์ครีมประสานเกินปริมาณ

ข้อผิดพลาดในการจัดแนวสเตนซิลบนแผ่นรอง PCB

แรงกดพิมพ์มากเกินไปดันครีมประสานเข้าไปใต้สเตนซิล

ความไม่สม่ำเสมอของชั้นเนื้อประสานบนบอร์ด

โซลูชัน

การจัดตำแหน่งสเตนซิลให้แม่นยำยิ่งขึ้นด้วยระบบการมองเห็นแบบใช้จุดอ้างอิง

ใช้ช่องรับแสงแคบเมื่อใช้อุปกรณ์ระยะพิชช์ละเอียด

เพิ่มแรงกดของยางปาดให้สูงสุดเพื่อหลีกเลี่ยงการไหลเยิ้มของครีมประสาน

ตรวจสอบความสม่ำเสมอของปริมาณด้วยระบบตรวจสอบครีมประสาน (SPI)

การเชื่อมติดกันมักเกิดขึ้นเป็นพิเศษในชุดประกอบที่มีความหนาแน่นสูง และจำเป็นต้องได้รับการควบคุมตั้งแต่ขั้นตอนการพิมพ์

รอยบัดกรีเย็นหรือไม่แข็งแรง

แผ่นบัดกรีเย็น แผ่นบัดกรีเย็นเกิดขึ้นเมื่อบัดกรีไม่สามารถเปียกแผ่นรองหรือขาของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ ส่งผลให้การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าไม่น่าเชื่อถือ

สาเหตุ

รอยเชื่อมเย็นจำนวนมากอาจเกิดจากปัญหาการพิมพ์ แม้ว่าจะมองเห็นได้ชัดเจนหลังการรีโฟลว์:

การทาเนื้อวัสดุไม่เพียงพอหรือไม่สม่ำเสมอ

แผ่นรองที่ติดเชื้อหรือชิ้นส่วนที่เป็นสนิม

ลักษณะการไหลกลับของความร้อนที่ไม่ดีและปริมาณครีมประสานที่ไม่สม่ำเสมอ

โซลูชัน

ปรับเทียบเครื่องพิมพ์ด้วยการเคลือบเนื้อพิมพ์ให้สม่ำเสมอ

ยืนยันความสดใหม่ของครีมประสานบัดกรีและกระบวนการจัดการ

เพิ่มประสิทธิภาพโปรไฟล์อุณหภูมิการรีโฟลว์ของโลหะผสมประสาน

ตรวจสอบตำแหน่งของชิ้นส่วนให้ถูกต้องก่อนการรีโฟลว์

การฝากบัดกรีแบบคงตัวช่วยให้การหลอมและการไหลของบัดกรีเป็นไปอย่างสม่ำเสมอระหว่างการให้ความร้อน

การทิ้งศพไว้ในที่เกิดเหตุ

Tombstoning เป็นเอฟเฟกต์การแทนที่ที่องค์ประกอบแบบพาสซีฟขนาดเล็กตั้งอยู่บนแผ่นรองเพียงด้านเดียวและถูกยกตัวขึ้นในแนวตั้งระหว่างกระบวนการรีโฟลว์ ทำให้เกิดช่องว่างในวงจร

สาเหตุ

ปริมาณของครีมประสานที่แตกต่างกันระหว่างแผ่นรองของชิ้นส่วน

การออกแบบแผ่นรองหรือช่องเปิดแบบไม่สมมาตร

การให้ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอในการรีโฟลว์

โซลูชัน

รักษาการทาเนื้อพาสตีให้คงที่บนแผ่นรองทั้งสองแผ่น

ใช้แบบจำลองช่องเปิดของลายฉลุแบบสมมาตร

จัดเตรียมการจัดวางตำแหน่งและโปรไฟล์อุณหภูมิที่เหมาะสม

การเกิดทอมบ์สโตนเป็นปัญหาที่ปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากการรีโฟลว์ แต่สาเหตุมักมาจากการพิมพ์สเตนซิลที่ไม่แม่นยำ

การป้ายหรือหกเลอะของสารละลายประสาน

การเลอะเปรอะคือการกระจายตัวของครีมบัดกรีออกไปเกินกว่าบริเวณแผ่นรองบัดกรีที่กำหนด ทำให้แผ่นรองบัดกรีข้างเคียงปนเปื้อนและทำให้ระบบเสี่ยงต่อการลัดวงจร

สาเหตุ

การสัมผัสระหว่างสเตนซิลกับแผ่น PCB ไม่ดี

ความเร็วของยางปาดสูงหรือแรงกดของยางปาดสูง

คราบคงเหลือของครีมประสานด้านล่างของสเตนซิล

การงอของแผงวงจรพิมพ์ขาดการรองรับ

โซลูชัน

ควรใช้เครื่องมือรองรับแผงวงจรอย่างถูกต้องเพื่อให้คงความเรียบอยู่

ชะลออัตราการพิมพ์และอนุญาตให้มีการกลิ้งของเนื้อพาสต์อย่างควบคุม

ใช้รอบการทำความสะอาดใต้สเตนซิลแบบอัตโนมัติ

ลดระยะห่างการยกแยกให้เหลือน้อยที่สุดในการพิมพ์สัมผัสแบบทันสมัย

ควรแยกสเตนซิลและแผ่น PCB ออกจากกันและทำความสะอาดให้หมดจดก่อนทำการฝากวัสดุโดยตรง

การเป็นเส้นยืดหรือการลากผ่านสเตนซิล

แรงต้านของสเตนซิลจะแสดงออกมาในรูปของคราบเป็นเส้นหรือเส้นครีมบัดกรีที่ไม่สม่ำเสมอบนผิวหน้าของแผ่น PCB

สาเหตุ

มุมยางปาดน้ำไม่ถูกต้องหรือใบปาดน้ำชำรุด

แรงดันเกินระหว่างการพิมพ์

พื้นลายฉลุที่แห้งหรือปนเปื้อน

โซลูชัน

รักษามุมของยางปาดไว้ที่ 45° ถึง 60°

เปลี่ยนใบมีดเก่าเป็นประจำ

ปรับปรุงความถี่ในการทำความสะอาดสเตนซิล

ยืนยันว่ามีการกลิ้งของเนื้อพาสต์อย่างราบรื่นระหว่างการพิมพ์

การตรวจสอบด้วยสายตาในระยะเริ่มต้นช่วยในการตรวจพบการเกิดริ้วก่อนที่ข้อบกพร่องจะลุกลามต่อไปในกระบวนการ

แนวปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการควบคุมกระบวนการและการแก้ไขปัญหา

ในกรณีที่ตรวจพบข้อบกพร่องในการพิมพ์ด้วยสเตนซิล สามารถใช้วิธีการเชิงระบบเพื่อค้นหาสาเหตุรากได้อย่างรวดเร็ว

ตรวจสอบคราบของเนื้อประสาน จากนั้นตรวจสอบตำแหน่งหรือการรีโฟลว์

ความสะอาด ความเรียบ และสภาพของรูเปิดของสเตนซิลตรวจสอบ

ตรวจสอบพารามิเตอร์การพิมพ์ตามการเปลี่ยนแปลงล่าสุด

ตรวจสอบบันทึกการเก็บรักษาบัดกรีแบบครีมและความหนืด

ใช้แนวโน้มข้อมูล SPI เพื่อตรวจสอบความล้มเหลว

การป้องกันการควบคุมกระบวนการย่อมดีกว่าการแก้ไขข้อบกพร่องหลังการประกอบมาก

การป้องกันข้อบกพร่องในการพิมพ์ด้วยสเตนซิล

การประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่ให้ผลผลิตสูงขึ้นอยู่กับการควบคุมกระบวนการอย่างมีวินัย:

ตัดด้วยเลเซอร์คุณภาพสูงหรือขึ้นรูปด้วยวิธีอิเล็กโทรฟอร์มแผ่นลายฉลุควรใช้

ล็อกและมาตรฐานการตั้งค่าของเครื่องพิมพ์ที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว

เช็ดบล็อกสกรีนทุก ๆ 5–10 ครั้งเมื่อพิมพ์บนแผ่นหนา

ดำเนินการตรวจสอบก่อนการผลิตจำนวนมาก

รักษาสภาพแวดล้อมให้เหมาะสม (อุณหภูมิและความชื้น)

ทำงานร่วมกับการออกแบบเพื่อความสามารถในการผลิต (DFM)รีวิว

สามารถใช้รูปทรงและระยะห่างของแผ่นรองเพื่อลดปัญหาการพิมพ์จำนวนมากได้ตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ

การประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่ประสบความสำเร็จขึ้นอยู่กับการพิมพ์ด้วยสเตนซิล ข้อบกพร่องของบัดกรี การลัดวงจร การเชื่อมต่อเย็น การยกตัวของชิ้นส่วน การเปื้อน และการลากของสเตนซิล มักเกิดจากความแตกต่างในการออกแบบสเตนซิล พารามิเตอร์การพิมพ์ หรือการจัดการวัสดุ

PCBCart ใช้ประโยชน์จากประสบการณ์ยาวนานหลายทศวรรษในการผลิตแผงวงจรพิมพ์และการประกอบ พร้อมด้วยแนวทางเสริมจากการพิมพ์สเตนซิลคุณภาพสูง การควบคุมคุณภาพ และการสนับสนุน DFM แบบครบถ้วน เพื่อลดความเสี่ยงในการผลิตตั้งแต่ระยะเริ่มต้น ทีมวิศวกรมืออาชีพของเราช่วยในการปรับแบบให้เหมาะสมต่อการผลิต โดยไม่ลดทอนประสิทธิภาพการประกอบและยังคงความรวดเร็วในการดำเนินงาน ขอใบเสนอราคาเพื่อให้ PCBCart ช่วยคุณยกระดับโครงการไปสู่ขั้นตอนการผลิตถัดไปได้อย่างมั่นใจ

คำขอใบเสนอราคาสำหรับการประกอบและการผลิตแผงวงจรพิมพ์ขั้นสูง

แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
•ข้อกำหนดการออกแบบสเตนซิลสำหรับชิ้นส่วน QFN เพื่อประสิทธิภาพสูงสุดของ PCBA
•ลดข้อบกพร่องของการบัดกรีให้ได้ทันที หรือค่อยตรวจจับภายหลัง? SPI จะบอกคุณ
•ข้อบกพร่องที่พบบ่อยในการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และวิธีป้องกัน
•กระบวนการประกอบแผงวงจรพิมพ์
•ความสามารถขั้นสูงด้านการประกอบแผงวงจรพิมพ์ของ PCBCart เพื่อตอบสนองความต้องการการประกอบอิเล็กทรอนิกส์ทุกรูปแบบของคุณ
•การออกแบบเพื่อการผลิตและการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และกฎทั่วไปที่เกี่ยวข้อง