มีสองสิ่งที่แตกต่างกันอย่างมากแต่ถูกเรียกว่า “การวิกกิ้ง” ในการตรวจสอบจุดบัดกรี และการสับสนระหว่างสองอย่างนี้ทำให้เกิดการเลือกบทความผิด วิธีแก้ผิด หรือแย่กว่านั้นคือข้อบกพร่องที่ถูกปล่อยผ่านไปเพราะดูคล้ายสัญญาณที่ดี อย่างหนึ่งคือสัญญาณบ่งชี้การเปียกของโลหะที่ IPC-A-610 ระบุไว้อย่างชัดเจนว่าต้องการให้เห็น อีกอย่างคือข้อบกพร่องที่ทำให้ลวดแข็งตัวพอดีกับบริเวณที่ควรจะยืดหยุ่น และค่อย ๆ ก่อให้เกิดความล้าจนล้มเหลว ซึ่งจะไม่แสดงอาการจนกว่าชุดอุปกรณ์จะผ่านการสั่นสะเทือนหรือการงอในสภาพการใช้งานไปได้สักระยะ บทความนี้กล่าวถึงอย่างหลัง — การที่บัดกรีไหลไต่ขึ้นไปตามเส้นลวดแบบฝอยหรือแบบถักเลยจุดสิ้นสุดที่ตั้งใจไว้
ความหมายสองประการของ “Wicking” — และเหตุใดความแตกต่างนี้จึงสำคัญ
ในถังรูทะลุแบบมีการชุบเคลือบIPC-A-610 คลาส 3เกณฑ์การตรวจสอบจะพิจารณาว่ามีการเปียกติดของประสานที่ไหลไต่ขึ้นไปบนขาของชิ้นส่วนด้านรองของแผงวงจรหรือไม่ — รูประสานที่เต็มแต่ไม่มีหลักฐานของการไหลซึมจะถือว่าเต็มแต่ไม่จำเป็นต้องถือว่าเปียกติดอย่างเหมาะสม ดังนั้นมาตรฐานจึงถือว่าการมองเห็นการไหลซึมของประสานในบริเวณนั้นเป็นการยืนยันเชิงบวกว่าข้อต่อมีความสมบูรณ์
ในการสิ้นสุดสายไฟแบบฝอยหรือแบบถัก ปรากฏการณ์ทางกายภาพเดียวกันคือ การที่บัดกรีหลอมเหลวไหลขึ้นไปตามตะกั่วด้วยแรงแคปิลลารี จะถือเป็นข้อบกพร่องเมื่อมันไหลเลยจุดที่ควรหยุด ตารางด้านล่างจะแยกสองบริบทนี้ออกจากกัน เพราะทิศทางของเกณฑ์การยอมรับจะกลับด้านกัน ขึ้นอยู่กับว่าส่วนใดกำลังถูกตรวจสอบ
| บริบท | คำว่า “การระเหยซึม” อธิบายถึงอะไร | การยอมรับ |
|---|---|---|
|
การเติมบาร์เรล PTH (IPC-A-610 Class 3) |
บัดกรีไต่ขึ้นอย่างเห็นได้ชัดบนตะกั่วภายในรูชุบย้ำ ยืนยันว่าผิวด้านในของรูถูกทำให้เปียกทั่วถึง ไม่ได้เป็นเพียงการเติมด้วยกลไกเท่านั้น |
ที่ต้องการ — หลักฐานของข้อต่อที่สมบูรณ์ |
|
การต่อปลายสายไฟแบบฝอย/แบบถัก |
การไหลของบัดกรีเลยออกจากบริเวณที่เคลือบดีบุก ไปยังส่วนของสายที่ตามการออกแบบแล้วควรคงความยืดหยุ่น |
ข้อบกพร่อง — ทำให้เกิดจุดรวมความเครียดที่ขอบเขตการโค้งงอ |
ลักษณะที่แท้จริงของข้อบกพร่องนี้เมื่ออยู่บนโต๊ะทดสอบ
ตัวจุดเชื่อมเองมักเป็นส่วนที่น่าสนใจน้อยที่สุด — มันอาจดูมันวาว เติมเต็มแน่น และถูกต้องตามตำรา ปัญหาจะอยู่เหนือจุดเชื่อมขึ้นไปตามแนวสายไฟ ตะกั่วบัดกรีที่ตั้งใจให้หยุดอยู่แค่จุดปลายที่ผ่านการชุบดีบุกแล้วกลับไหลต่อขึ้นไปตามมัดเส้นลวดด้วยแรงแคปิลลารี มักจะหายเข้าไปใต้ปลอกฉนวนจนมองไม่เห็นหากไม่ดึงปลอกกลับมาดู จากภายนอก เบาะแสเพียงอย่างเดียวอาจเป็นสายไฟที่รู้สึกแข็งขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในช่วงสั้น ๆ ตรงตำแหน่งที่ควรยืดหยุ่น — ซึ่งตรวจจับได้ยากจากการมองด้วยตาเปล่า และเป็นไปไม่ได้เลยที่จะตรวจเจอด้วย AOI มาตรฐาน เพราะ AOI ถูกออกแบบมาเพื่อประเมินรูปทรงของจุดเชื่อม ไม่ใช่ความยืดหยุ่นของสายไฟที่อยู่ห่างออกไปหนึ่งนิ้ว
ทำไมจึงเป็นข้อบกพร่องด้านความเชื่อถือได้ ไม่ใช่แค่ด้านความสวยงาม
ลวดที่ออกแบบมาให้โค้งงอได้จะมีจุดเปลี่ยนผ่านที่ชัดเจนระหว่างปลายที่แข็งและถูกบัดกรีกับช่วงที่ยืดหยุ่นได้ การไหลซึมของตะกั่วบัดกรีจะลบขอบเขตนั้นทิ้งไปด้วยการทำให้ส่วนหนึ่งของมัดเส้นลวดแข็งตัว ซึ่งในการออกแบบเดิมไม่เคยถูกนับรวมให้เป็นส่วนที่แข็ง ทุก ๆ รอบการโค้งงอในภายหลัง — ไม่ว่าจะมาจากการจัดวางสายระหว่างการประกอบ จากแรงสั่นสะเทือนในตู้ควบคุมอุตสาหกรรม หรือจากการเสียบ–ถอดคอนเน็กเตอร์ซ้ำ ๆ ระหว่างการซ่อมบำรุงภาคสนาม — จะทำให้ความเค้นดัดไปรวมตัวกันที่ขอบใหม่ระหว่างส่วนที่แข็งตัวกับส่วนที่ยืดหยุ่น แทนที่จะกระจายอย่างค่อยเป็นค่อยไป เส้นลวดแต่ละเส้นจะเกิดการแข็งตัวจากการทำงานและแตกร้าวที่ขอบเขตนั้นเมื่อผ่านรอบการโค้งงอซ้ำ ๆ และลวดทั้งเส้นอาจล้มเหลวในอีกหลายสัปดาห์หรือหลายเดือนหลังการส่งมอบ นานหลังจากที่มันผ่านการทดสอบการทำงาน 100% บนสายการผลิตแล้ว
สาเหตุรากฐาน
● พื้นผิวลวดหรือแผ่นรองที่เกิดการออกซิไดซ์ — ไม่ใช่เพราะตัวการเกิดออกซิเดชันเองเป็นตัวดึงให้บัดกรีไหลขึ้นด้านบน แต่เป็นเพราะมันต่อต้านการเปียกเริ่มต้น ซึ่งผลักให้ผู้ปฏิบัติงานต้องใช้เวลาสัมผัสนานขึ้น อุณหภูมิหัวแร้งสูงขึ้น หรือใช้ตะกั่วบัดกรีเพิ่มขึ้นเพื่อบังคับให้จุดบัดกรีเปียกติด ความร้อนชดเชยและปริมาณตะกั่วบัดกรีที่เพิ่มขึ้นนั้นเองที่ท้ายที่สุดทำให้เกิดการไหลแบบแคปิลลารีส่วนเกิน
● ระยะเวลาสัมผัสความร้อนที่ยาวนานเกินไปหรือโปรไฟล์การให้ความร้อนที่รุนแรงเกินไประหว่างการบัดกรีด้วยมือ การบัดกรีแบบคลื่น หรือการบัดกรีแบบเฉพาะจุด ซึ่งทำให้บัดกรีหลอมเหลวไหลขึ้นไปตามมัดเส้นลวดมากกว่าที่กระบวนการออกแบบไว้
● ปริมาณตะกั่วบัดกรีมากเกินไปหรือฟลักซ์ที่มีความไวสูงเกินไปที่ใช้ในขั้นตอนการชุบดีบุกเอง
● ระยะห่างของฉนวนที่ทำให้มีส่วนของเส้นลวดเปลือยโผล่ออกมามากกว่าที่ออกแบบไว้ ทำให้การดูดซึมของบัดกรีมีเส้นลวดที่ไม่ชุบน้ำยาประสานให้ไหลไปตามได้ไกลขึ้นก่อนจะถึงจุดกั้น
ข้อกำหนดที่แท้จริงของ IPC J-STD-001
ข้อกำหนดของ J-STD-001 เกี่ยวกับการชุบดีบุกสายไฟแบบเส้นฝอยมีความเฉพาะเจาะจงเพียงพอที่จะใช้เป็นรายการตรวจสอบในการทำงาน แทนที่จะเป็นเพียงการเตือนอย่างคลุมเครือให้ “ควบคุมความร้อน” ในสาระสำคัญ: การไหลซึมของบัดกรีต้องไม่ลุกลามเข้าไปในส่วนของสายที่ตามการออกแบบต้องคงความยืดหยุ่นไว้; ส่วนที่ชุบดีบุกเองควรแสดงให้เห็นว่าบัดกรีซึมเข้าไปถึงเส้นลวดด้านใน โดยที่ยังสามารถมองเห็นเส้นลวดแต่ละเส้นได้ แทนที่จะหลอมรวมเป็นก้อนแข็งก้อนเดียว; และระยะห่างระหว่างเส้นลวดแต่ละเส้นภายในบริเวณที่ชุบดีบุกไม่ควรเกินประมาณเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดหนึ่งเส้น หรือยื่นเลยเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของฉนวนสายไฟ ตรวจสอบตัวเลขที่แน่นอนกับฉบับปรับปรุงปัจจุบันของคุณก่อนที่จะเขียนลงในแผนการตรวจสอบ เนื่องจากDFMการตรวจทานคือจุดที่เหมาะสมในการกำหนดระยะห่างของฉนวนและรูปทรงการบรรเทาแรงดึงให้แน่นอนก่อนผลิตชิ้นงานตัวอย่างแรก ไม่ใช่หลังจากนั้น
ทำไมจึงมักถูกมองข้ามในการตรวจสอบ
ตำหนิมักถูกซ่อนไว้ใต้ปลอกฉนวน ซึ่งทำให้มันอยู่นอกเหนือขอบเขตที่ระบบตรวจสอบด้วยแสงที่มองเห็น (AOI) จะประเมินได้เลย การตรวจจับให้ได้อย่างเชื่อถือได้หมายถึงต้องดึงตัวอย่างปลอกฉนวนบางส่วนกลับมาตรวจสอบด้วยสายตาโดยตรง หรือใช้เอ็กซเรย์ออฟไลน์บนรอยต่อระหว่างสายกับขั้วต่อในกรณีที่รูปทรงเอื้ออำนวย — ใช้เหตุผลเดียวกันกับที่ทำให้ต้องใช้เอ็กซเรย์ตรวจรอยต่อ BGA และ QFN ที่มองไม่เห็น แต่ในที่นี้เป็นคนละสาเหตุ: ไม่ใช่ว่ารอยต่อถูกซ่อนไว้ใต้ตัวแพ็กเกจ หากแต่อาการบกพร่องไม่ได้อยู่ที่ตัวรอยต่อเลย
ตำแหน่งที่สิ่งนี้ปรากฏมากที่สุดในการประกอบด้านอุตสาหกรรมและวิทยาศาสตร์ชีวภาพ
ชุดประกอบใด ๆ ที่มีลวดตีเกลียวหรือถักที่ต่อเข้ากับจุดเชื่อมต่อแบบแข็งโดยตรงจะอยู่ในสภาพที่เปิดเผย — หางหมูของคอนเน็กเตอร์ สายไฟมอเตอร์และเซนเซอร์ สายรัดเคเบิลต่อบอร์ด และจุดเชื่อมต่อระหว่างลวดกับขั้วต่อบนเทคโนโลยีรูทะลุบอร์ดที่สายเคเบิลสิ้นสุดลงโดยตรงบนส่วนประกอบ PTHพิน นี่เป็นโหมดความล้มเหลวที่เกี่ยวข้องเป็นพิเศษสำหรับอุปกรณ์ที่มีการโค้งงอหรือสั่นสะเทือนในการใช้งานตามปกติ — ตู้ควบคุมระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม หุ่นยนต์ และฟิกซ์เจอร์ทดสอบที่มีการเคลื่อนไหวของสายเคเบิลซ้ำๆ — ซึ่งจำนวนรอบการโค้งงอตลอดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์คือสิ่งที่เปลี่ยนข้อบกพร่องการดูดซึมที่ซ่อนอยู่ให้กลายเป็นการเคลมสินค้าจากหน้างาน
การป้องกันและการควบคุมกระบวนการ
● กระบวนการชุบดีบุกล่วงหน้าแบบควบคุม โดยกำหนดเวลาแช่คงที่และใช้หม้อบัดกรีหรือหัวแร้งที่ควบคุมอุณหภูมิ แทนการใช้ความร้อนและระยะเวลาตามการประเมินของผู้ปฏิบัติงาน
● ระดับกิจกรรมของฟลักซ์ถูกปรับให้เหมาะสมกับผิวเคลือบและขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลวด เพื่อให้การเปียกตัวสมบูรณ์ภายในบริเวณชุบทินน์โดยไม่เกิดการไหลซึมเกินด้วยแรงแคปิลลารี
● ระยะห่างของฉนวนถูกควบคุมให้อยู่ในระยะตามที่ออกแบบจากจุดปลายสาย เพื่อให้มีตัวกั้นเชิงกลที่ชัดเจนระหว่างโซนโค้งงอและโซนชุบดีบุก
● ระเบียบวินัยในการจัดเก็บและจัดการลวดเปลือยที่ป้องกันการเกิดออกซิเดชันก่อนเริ่มกระบวนการชุบดีบุก
● การถอดชิ้นส่วนแบบสุ่มตัวอย่างหรือการตรวจสอบด้วยเอกซเรย์ที่ตำแหน่งต่อสายไฟให้เป็นส่วนที่กำหนดไว้ในแผนการตรวจสอบ แทนการพึ่งพาเพียงการตรวจสอบด้วยสายตาที่จุดเชื่อมต่อ
ข้อสรุปสำหรับทีมจัดหาและทีมควบคุมคุณภาพ: รอยบัดกรีที่ดูสมบูรณ์แบบตรงจุดเชื่อมต่อไม่ได้หมายความว่าจะไม่มีปัญหาการไหลซึมของประสานอยู่ห่างออกไปหนึ่งนิ้วตามแนวสายไฟ เมื่อมีการงอ-คลายซ้ำ ๆ หรือมีแรงสั่นสะเทือนเป็นส่วนหนึ่งของรูปแบบการใช้งานปลายทาง ควรสอบถามซัพพลายเออร์อย่างชัดเจนว่ามีการตรวจสอบจุดเชื่อมต่อสายไฟอย่างไรบ้าง — ไม่ใช่แค่ตรวจสอบเฉพาะรอยบัดกรีเท่านั้น — เพราะทั้งสองอย่างถูกประเมินต่างกัน และตำหนิที่ซ่อนอยู่ใต้ปลอกฉนวนจะไม่ปรากฏให้เห็นในการตรวจสอบด้วยสายตาตามมาตรฐานทั่วไป
คุณกำลังพยายามตัดสินใจเกี่ยวกับการจัดการจุดต่อสายไฟหรือจุดต่อสายรัดสายเคเบิลอยู่หรือไม่?ขอใบเสนอราคาทันทีสำหรับการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
●วิธีการตรวจสอบข้อบกพร่องของการบัดกรีในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) คืออะไร?
●การเปรียบเทียบระหว่างการประกอบแบบรูทะลุ (THA) และการประกอบแบบติดตั้งบนผิวหน้า (SMA)
