ไม่ว่าวันนี้เทคโนโลยีการติดตั้งแบบยึดผิวหน้า (SMT: Surface Mount Technology) จะพัฒนาไปอย่างไร แต่ก็ยังคงเป็นแกนหลักในการยกระดับคุณภาพและประสิทธิภาพของแผงวงจรพิมพ์ประกอบ (PCB: Printed Circuit Boards) ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ สำหรับผู้ผลิตงานประกอบ SMT แล้ว คุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ประกอบเสร็จไม่เพียงสะท้อนถึงมาตรฐานการผลิตของโรงงานเท่านั้น แต่ยังบ่งบอกถึงศักยภาพและขีดความสามารถของผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้วย เพื่อให้ได้มาซึ่งคุณภาพระดับสูงของผลิตภัณฑ์ประกอบ และผลักดันกระบวนการผลิตให้มีเหตุมีผล เป็นระบบ และได้มาตรฐาน จำเป็นต้องดำเนินแผนการควบคุมกระบวนการคุณภาพการผลิตที่มีความสมเหตุสมผลและมีประสิทธิภาพ ควบคู่ไปกับการคำนึงถึงสภาพการผลิตจริง ดังนั้น การควบคุมกระบวนการสำหรับการประกอบ SMT จึงเป็นจุดเริ่มต้นที่มีบทบาทพื้นฐานในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการประกอบ SMT การควบคุมกระบวนการที่มีประสิทธิผลช่วยให้สามารถค้นหาปัญหาต่าง ๆ ที่อาจขัดขวางไม่ให้การผลิตประกอบดำเนินไปอย่างราบรื่น และช่วยลดอัตราความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์ เพื่อหลีกเลี่ยงความสูญเสียทางเศรษฐกิจที่เกิดจากผลิตภัณฑ์ไม่ได้มาตรฐานในที่สุด
แม้ว่าการประกอบ SMT จะมีความซับซ้อนกระบวนการ PCBAการควบคุมกระบวนการของมันส่วนใหญ่เกิดขึ้นในขั้นตอนสำคัญของกระบวนการทั้งหมด นั่นคือ การพิมพ์ การติดตั้ง และการบัดกรีแบบรีโฟลว์ ดังนั้นบทความนี้จะกล่าวถึงแนวทางบางประการที่เกี่ยวข้องกับขั้นตอนเหล่านั้นสำหรับการควบคุมกระบวนการประกอบ SMT แนวทางทั้งหมดอ้างอิงจากประสบการณ์การผลิตจริงของโรงงาน PCBCart
การพิมพ์ครีมประสานบัดกรี
•IQC บน PCB
ต้องดำเนินการตรวจสอบคุณภาพขาเข้า (IQC) กับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ทุกล็อต แม้ว่าจะถูกผลิตภายใต้โรงงานเดียวกันก็ตาม
ประเด็นที่ต้องตรวจสอบเกี่ยวกับแผ่น PCB ก่อนการพิมพ์ SMT ได้แก่:
a. เพื่อตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการเสียรูปเกิดขึ้นกับแผงวงจรหรือไม่;
b. เพื่อตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการเกิดออกซิเดชันกับแผ่นรองบนแผงวงจรหรือไม่;
c. เพื่อตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีรอยขีดข่วน การหลุดขาด หรือการเปิดเผยของทองแดงบนพื้นผิวแผงวงจรหรือไม่
d. เพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิว PCB มีความเรียบ เรียบเนียน และสม่ำเสมอ
ในกระบวนการพิมพ์ครีมประสาน จำเป็นต้องคำนึงถึงประเด็นต่อไปนี้เพื่อจัดการกับแผ่น PCB ได้อย่างเหมาะสม:
a. ต้องสวมถุงมือเมื่อจับแผงวงจร;
b. ควรดำเนินการตรวจสอบด้วยสายตาโดยให้ระยะห่างระหว่างดวงตากับกระดานอยู่ในช่วง 30 ซม. ถึง 45 ซม. และมุมอยู่ในช่วง 30° ถึง 45°;
c. ควรหยิบและวางบอร์ดด้วยความระมัดระวังอย่างยิ่งเพื่อหลีกเลี่ยงการกระแทก การหล่น และต้องไม่ซ้อนทับกันหรือวางในแนวตั้งเพื่อป้องกันการหลุดเชื่อมต่อ
d. ควรตรวจสอบเครื่องหมายอ้างอิงบนบอร์ดเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถตรงกันได้อย่างสมบูรณ์กับรูตำแหน่งบนสเตนซิล
•การใช้งานและการจัดการบัดกรีแบบครีม
ในกระบวนการทา/พิมพ์ครีมประสานบัดกรี ควรปฏิบัติตามข้อกำหนดต่อไปนี้:
a. ควรควบคุมสภาพแวดล้อมของเวิร์กช็อปให้มีอุณหภูมิประมาณ 25℃ และมีความชื้นสัมพัทธ์อยู่ในช่วง 35% ถึง 75%
b. ควรเก็บครีมประสานบัดกรีที่ไม่ได้ใช้งานชั่วคราวไว้ให้ห่างจากสายการผลิตเพื่อหลีกเลี่ยงการหยิบมาใช้โดยไม่ตั้งใจ;
c. หากต้องใช้ครีมประสานบัดกรีที่เพิ่งเปิดใหม่ร่วมกับครีมประสานบัดกรี “เก่า” ควรผสมในอัตราส่วน 3:1
การเก็บรักษาบัดกรีแบบครีมก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน และควรให้ความสนใจกับประเด็นต่อไปนี้:
a. ควรมีการตรวจสอบอายุการใช้งานของครีมประสานอย่างเข้มงวด และต้องไม่ใช้ครีมประสานที่หมดอายุ
b. ควรเก็บครีมประสานบัดกรีไว้ในตู้เย็นเมื่อไม่ได้ใช้งาน
•มาตรการควบคุมกระบวนการระหว่างการพิมพ์
เพื่อรับประกันคุณภาพของการพิมพ์ครีมประสาน ควรดำเนินมาตรการควบคุมกระบวนการดังต่อไปนี้:
a. ควรพิมพ์ชิ้นงานให้สมบูรณ์ หากไม่สมบูรณ์ ควรปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์บนแผงวงจร แผ่นสเตนซิล และใบมีดพิมพ์
b. ต้องไม่เห็นการเชื่อมต่อบนงานพิมพ์;
c. ความหนาของการพิมพ์ควรมีความสม่ำเสมอ หากไม่เป็นเช่นนั้น ควรปรับความแข็งแรงของใบมีดปาดหมึกให้เหมาะสมทันที
d. ต้องตรวจสอบแผ่นรองเพื่อให้แน่ใจว่ามีขอบพับลงหรือไม่ หากมี ต้องตรวจสอบรูบนสเตนซิลเพื่อให้แน่ใจว่าไม่ได้อุดตัน
e. ควรตรวจสอบผลการพิมพ์เพื่อดูว่ามีความคลาดเคลื่อนเกิดขึ้นหรือไม่ หากมีความคลาดเคลื่อน ควรปรับตำแหน่งของสเตนซิลให้ทันเวลา
นอกจากนี้ ควรทำความสะอาดสเตนซิลเพื่อป้องกันไม่ให้ฟลักซ์แห้งติดบนสเตนซิลและอุดตันรูของสเตนซิล เมื่อพูดถึงผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องมีการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงในการใช้งานจริง ควรปรับความหนาของครีมประสานเพื่อให้มั่นใจในความสามารถในการบัดกรีและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์
การติดตั้งชิป
ในฐานะอุปกรณ์สำคัญในกระบวนการผลิตการประกอบ SMT เครื่องติดชิปสามารถติดตั้งอุปกรณ์เมาท์ผิวหน้า (SMDs – Surface Mount Devices) ลงบนแผ่นรองที่สอดคล้องกันบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ได้ ดังนั้น ขั้นตอนนี้จึงต้องการความแม่นยำสูงเป็นอย่างยิ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการจ่ายวัสดุ การเขียนโปรแกรม การทดสอบ และการประกอบ
• มาตรการควบคุมกระบวนการระหว่างการติดตั้งชิป
มาตรการที่ 1: SMD ทั้งหมดต้องถูกต้องสมบูรณ์และสอดคล้องกับไฟล์การออกแบบ
มาตรการที่ 2: โปรแกรมมีบทบาทเป็นสัญญาณคำสั่งควบคุม และขั้นตอนการแก้ไขโปรแกรมจะต้องดำเนินการด้วยความแม่นยำสูง นอกจากนี้ ข้อมูลที่เกี่ยวข้องจะต้องเป็นไปตามคู่มือโปรแกรมของเครื่องติดตั้งชิป
มาตรการที่ 3: การประกอบระหว่าง SMD และซัพพลายเออร์ชิ้นส่วนควรมีความแม่นยำมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อป้องกันไม่ให้ข้อผิดพลาดเกิดซ้ำอย่างต่อเนื่อง
มาตรการที่ 4: การดีบักควรถูกดำเนินการอย่างถูกต้องบนเครื่องติดตั้งชิปก่อนการผลิตประกอบ และต้องจัดการกับข้อบกพร่องอย่างเหมาะสมและทันท่วงทีระหว่างกระบวนการประกอบ SMT
•มาตรการควบคุมกระบวนการหลังการติดตั้งชิป
เครื่องติดตั้งชิปมีโครงสร้างที่ซับซ้อน ประกอบด้วยกลไกส่งกำลัง ระบบเซอร์โว ระบบการจดจำ เซนเซอร์ ฯลฯ โดยมักเกิดข้อบกพร่องขึ้นระหว่างกระบวนการประกอบ SMT ซึ่งแนวทางการแก้ไขจะถูกนำเสนอไว้ด้านล่าง
วิธีแก้ไขที่ 1: ควรวิเคราะห์ลำดับการทำงานและความสัมพันธ์เชิงตรรกะระหว่างชิ้นส่วนส่งกำลังของเครื่องติดตั้งชิป
วิธีแก้ไขที่ 2: ควรทราบตำแหน่ง ลิงก์ และขอบเขตของข้อบกพร่องในกระบวนการประกอบ SMT ที่กำลังทำงานอยู่ และสามารถจำแนกและระบุข้อบกพร่องที่แตกต่างกันได้ผ่านเสียงที่ผิดปกติ
วิธีแก้ไขที่ 3: ควรกำหนดกระบวนการปฏิบัติงานให้ชัดเจนก่อนที่จะเกิดข้อบกพร่อง
วิธีแก้ปัญหาที่ 4: ควรระบุให้ชัดเจนถึงตำแหน่งที่เกิดข้อบกพร่อง
ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์การผลิตอิเล็กทรอนิกส์ความแม่นยำสูง เครื่องติดตั้งชิปจำเป็นต้องรองรับงานติดตั้งประกอบ SMT จำนวนมหาศาล จึงต้องมีการจัดทำแผนการบำรุงรักษาเพื่อคงสภาพอุปกรณ์ให้อยู่ในสภาพที่ยอดเยี่ยมและสามารถทำงานได้ดียิ่งขึ้น
การบัดกรีแบบรีโฟลว์
การบัดกรีแบบรีโฟลว์มีจุดมุ่งหมายเพื่อยึด SMD เข้ากับแผ่น PCB ผ่านการพาความร้อน เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น เนื้อประสานที่เชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์และแผ่นรองบัดกรีจะเริ่มหลอมละลาย และเมื่ออุณหภูมิลดลง เนื้อประสานจะถูกทำให้แข็งตัว โดยมีอุปกรณ์ยึดติดกับแผ่นวงจรอย่างถาวร
ข้อกำหนดการควบคุมกระบวนการสำหรับการบัดกรีแบบรีโฟลว์ในการประกอบ SMT ประกอบด้วย:
1. ควรกำหนดเส้นโค้งอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการบัดกรีแบบรีโฟลว์ และต้องทำการทดสอบแบบเรียลไทม์เป็นระยะ ๆ
2. ควรดำเนินการบัดกรีให้เป็นไปตามทิศทางการบัดกรีที่กำหนดไว้ในไฟล์ออกแบบ PCB;
3. ควรหลีกเลี่ยงการสั่นสะเทือนในระหว่างกระบวนการบัดกรี
เพื่อพิสูจน์ประสิทธิภาพของการบัดกรีแบบรีโฟลว์ สามารถใช้องค์ประกอบต่อไปนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงได้:
1. เพื่อให้มั่นใจว่าส่วนที่บัดกรีของชิ้นส่วนอุปกรณ์มีความสมบูรณ์;
2. ข้อต่อบัดกรีควรมีผิวที่เรียบเนียน;
3. รอยบัดกรีควรมีลักษณะเป็นรูปพระจันทร์เสี้ยว;
4. พื้นผิวของแผงวงจรควรปราศจากลูกบอลบัดกรีและคราบตกค้าง;
5. ไม่ควรมีการเชื่อมต่อสะพานและการบัดกรีเทียม
เมื่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีการพัฒนาและมีขนาดเล็กลง การควบคุมความร้อนในแผงวงจรพิมพ์ (PCB) อย่างเหมาะสมจึงเป็นสิ่งจำเป็นต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ วิธีการใหม่ ๆ รวมถึงการใช้ทองแดงฝังในชั้นบอร์ดและครีบระบายความร้อนที่ได้รับการปรับให้เหมาะสม สามารถลดอุณหภูมิของชิ้นส่วนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และช่วยกระจายความร้อนได้อย่างเพียงพอโดยไม่ก่อให้เกิดจุดร้อน วิธีการเหล่านี้ช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้วยการสร้างสภาวะการทำงานที่เหมาะสมที่สุด
PCBCart เป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ระดับไฮเอนด์ โดยใช้เทคนิคการจัดการความร้อนที่ล้ำสมัยที่สุดเพื่อมอบผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้ ประสบการณ์ของเราช่วยให้สามารถมอบโซลูชันที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับการกระจายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิผล ร่วมเป็นพันธมิตรกับเราเพื่อรับแผ่นวงจรพิมพ์ที่ออกแบบอย่างแม่นยำ ขอใบเสนอราคาวันนี้เพื่อปลดปล่อยศักยภาพด้านการออกแบบของคุณ
ขอใบเสนอราคาแผ่นวงจรพิมพ์แบบกำหนดเองของคุณด้วยโซลูชันจากผู้เชี่ยวชาญของ PCBCart
