ในโลกของการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำ บอร์ด PCB ขนาดเล็กมีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อนนับไม่ถ้วน สะพานที่เชื่อมต่อส่วนประกอบเหล่านี้คือชั้นของครีมบัดกรีที่บางแต่สำคัญ หากเราเปรียบเทียบ SMT (เทคโนโลยีการติดตั้งพื้นผิว) กับซิมโฟนี การพิมพ์ครีมบัดกรีจะทำหน้าที่เป็นบทนำ - ความแม่นยำของมันจะกำหนดความสำเร็จของกระบวนการทั้งหมดในภายหลังโดยตรง
การพิมพ์ครีมบัดกรีแสดงถึงขั้นตอนแรกและสำคัญที่สุดในกระบวนการ SMT ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการวางครีมบัดกรีในปริมาณที่เหมาะสมลงบนแผ่น PCB อย่างแม่นยำ ซึ่งโดยทั่วไปจะทำได้ผ่านการพิมพ์ลายฉลุหรือการพิมพ์แบบเจ็ท ความเห็นพ้องต้องกันในอุตสาหกรรมถือว่าข้อบกพร่องในการประกอบส่วนใหญ่มีต้นกำเนิดมาจากการควบคุมกระบวนการนี้อย่างไม่เหมาะสม คุณภาพของการพิมพ์ครีมบัดกรีส่งผลกระทบโดยตรงต่อการวางส่วนประกอบและการบัดกรีแบบรีโฟลว์ ซึ่งท้ายที่สุดจะกำหนดความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
ประสิทธิภาพของการถ่ายโอนครีมบัดกรีจากลายฉลุไปยัง PCB ได้รับอิทธิพลจากตัวแปรหลายตัว ซึ่งสามารถวิเคราะห์ได้อย่างเป็นระบบโดยใช้ไดอะแกรมอิชิคาว่า (ก้างปลา):
เพื่อให้ได้การพิมพ์ครีมบัดกรีคุณภาพสูง จะต้องควบคุมพารามิเตอร์หลักเหล่านี้อย่างแม่นยำ:
1. การออกแบบลายฉลุ: ลายฉลุทำหน้าที่เป็นเครื่องมือหลัก โดยการออกแบบมีผลโดยตรงต่อการสะสมครีมบัดกรี การออกแบบลายฉลุที่เหมาะสมที่สุดพิจารณาจากขนาดของแผ่น ระยะห่าง และลักษณะของครีมบัดกรี สำหรับส่วนประกอบที่มีระยะพิทช์ละเอียด รูรับแสงของลายฉลุที่ละเอียดกว่าจะป้องกันการเชื่อม
2. ความเร็วของไม้กวาด: โดยทั่วไปเริ่มต้นที่ 25 มม./วินาที ซึ่งจะต้องปรับตามความหนืดของครีมและขนาดรูรับแสง ความเร็วที่มากเกินไปทำให้การสะสมไม่เพียงพอ ในขณะที่ความเร็วต่ำอาจทำให้ครีมยุบตัว
3. แรงดันของไม้กวาด: การอ้างอิงทั่วไปคือ 500 กรัมต่อ 25 มม. ของความยาวใบมีด แรงดันที่ไม่เพียงพอทำให้ครีมเหลืออยู่ ในขณะที่แรงดันที่มากเกินไปอาจทำให้ลายฉลุเสียหาย
4. มุมของไม้กวาด: โดยทั่วไปจะคงที่ที่ 60° มุมที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้การสะสมไม่เพียงพอหรือมีครีมตกค้าง
5. ช่องว่างการพิมพ์: โดยทั่วไปแนะนำให้พิมพ์แบบไม่มีช่องว่างเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปิดผนึกที่เหมาะสมระหว่างลายฉลุและ PCB โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบที่มีระยะพิทช์ละเอียด
6. ความเร็วในการแยก: ควรคงไว้ต่ำกว่า 3 มม./วินาที เพื่อป้องกันการก่อตัวของ "หูสุนัข" ที่ขอบการสะสมครีม
7. การทำความสะอาดลายฉลุ: การทำความสะอาดเป็นประจำจะช่วยป้องกันการอุดตันของรูรับแสง ระบบอัตโนมัติที่ใช้ IPA และที่ปัดน้ำฝนเป็นที่ต้องการเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอ
ครีมบัดกรีประกอบด้วยอนุภาคดีบุกที่แขวนลอยอยู่ในฟลักซ์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นกาวชั่วคราวจนกว่าการบัดกรีแบบรีโฟลว์จะสร้างการเชื่อมต่อถาวร ในฐานะที่เป็นวัสดุแบบทิกโซโทรปิก มันต้องใช้พลังงานกล (จากกระบวนการพิมพ์) เพื่อให้ได้ลักษณะการไหลที่เหมาะสม
การเลือกขนาดอนุภาคเป็นไปตาม "กฎ 5 ลูก" - อนุภาคอย่างน้อยห้าอนุภาคควรครอบคลุมความกว้างของรูรับแสงที่เล็กที่สุด ขนาดอนุภาคที่มีอยู่มีตั้งแต่ Type 1 (25-45μm) ถึง Type 6 (<5μm). ทั้งครีมที่มีสารตะกั่วและไม่มีสารตะกั่วต้องแช่เย็น แต่ต้องปรับให้อยู่ในอุณหภูมิห้องเป็นเวลาแปดชั่วโมงก่อนใช้งาน
ควรผสมครีมเป็นเวลา 3-5 นาที ก่อนใช้งานเพื่อให้แน่ใจว่ามีความเป็นเนื้อเดียวกัน ครีมที่ใช้แล้วเกินแปดชั่วโมงควรทิ้ง ในขณะที่ครีมที่ใช้แล้วน้อยกว่าสี่ชั่วโมงอาจเก็บไว้ได้นานถึง 24 ชั่วโมงในภาชนะที่ปิดสนิท
ระบบตรวจสอบอัตโนมัติ (2D สำหรับการวัดพื้นที่, 3D สำหรับการวิเคราะห์ปริมาตร) ช่วยในการตรวจสอบคุณภาพการพิมพ์ ข้อบกพร่องทั่วไป ได้แก่:
การพิมพ์ครีมแบบไร้สารตะกั่วอุณหภูมิต่ำต้องใช้พารามิเตอร์ที่แตกต่างกัน: ความเร็วที่เร็วขึ้น (50-100 มม./วินาที) และแรงดันที่ต่ำกว่า (~300 กรัม/25 มม.) แนะนำให้เพิ่มปริมาณครีมเนื่องจากสูตรเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะติดกับใบมีดไม้กวาด
ด้วยสถิติอุตสาหกรรมที่แสดงให้เห็นว่าการดำเนินงาน SMT บางอย่างทำงานที่ ประสิทธิภาพเพียง 20% การปรับการพิมพ์ครีมบัดกรีให้เหมาะสมจึงนำเสนอโอกาสที่สำคัญสำหรับการปรับปรุงคุณภาพและการลดต้นทุน ด้วยการจัดการตัวแปรกระบวนการทั้งหมดอย่างเป็นระบบ ผู้ผลิตสามารถบรรลุผลผลิตที่สูงขึ้น ลดของเสีย และปรับปรุงความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์
ในโลกของการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำ บอร์ด PCB ขนาดเล็กมีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อนนับไม่ถ้วน สะพานที่เชื่อมต่อส่วนประกอบเหล่านี้คือชั้นของครีมบัดกรีที่บางแต่สำคัญ หากเราเปรียบเทียบ SMT (เทคโนโลยีการติดตั้งพื้นผิว) กับซิมโฟนี การพิมพ์ครีมบัดกรีจะทำหน้าที่เป็นบทนำ - ความแม่นยำของมันจะกำหนดความสำเร็จของกระบวนการทั้งหมดในภายหลังโดยตรง
การพิมพ์ครีมบัดกรีแสดงถึงขั้นตอนแรกและสำคัญที่สุดในกระบวนการ SMT ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการวางครีมบัดกรีในปริมาณที่เหมาะสมลงบนแผ่น PCB อย่างแม่นยำ ซึ่งโดยทั่วไปจะทำได้ผ่านการพิมพ์ลายฉลุหรือการพิมพ์แบบเจ็ท ความเห็นพ้องต้องกันในอุตสาหกรรมถือว่าข้อบกพร่องในการประกอบส่วนใหญ่มีต้นกำเนิดมาจากการควบคุมกระบวนการนี้อย่างไม่เหมาะสม คุณภาพของการพิมพ์ครีมบัดกรีส่งผลกระทบโดยตรงต่อการวางส่วนประกอบและการบัดกรีแบบรีโฟลว์ ซึ่งท้ายที่สุดจะกำหนดความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
ประสิทธิภาพของการถ่ายโอนครีมบัดกรีจากลายฉลุไปยัง PCB ได้รับอิทธิพลจากตัวแปรหลายตัว ซึ่งสามารถวิเคราะห์ได้อย่างเป็นระบบโดยใช้ไดอะแกรมอิชิคาว่า (ก้างปลา):
เพื่อให้ได้การพิมพ์ครีมบัดกรีคุณภาพสูง จะต้องควบคุมพารามิเตอร์หลักเหล่านี้อย่างแม่นยำ:
1. การออกแบบลายฉลุ: ลายฉลุทำหน้าที่เป็นเครื่องมือหลัก โดยการออกแบบมีผลโดยตรงต่อการสะสมครีมบัดกรี การออกแบบลายฉลุที่เหมาะสมที่สุดพิจารณาจากขนาดของแผ่น ระยะห่าง และลักษณะของครีมบัดกรี สำหรับส่วนประกอบที่มีระยะพิทช์ละเอียด รูรับแสงของลายฉลุที่ละเอียดกว่าจะป้องกันการเชื่อม
2. ความเร็วของไม้กวาด: โดยทั่วไปเริ่มต้นที่ 25 มม./วินาที ซึ่งจะต้องปรับตามความหนืดของครีมและขนาดรูรับแสง ความเร็วที่มากเกินไปทำให้การสะสมไม่เพียงพอ ในขณะที่ความเร็วต่ำอาจทำให้ครีมยุบตัว
3. แรงดันของไม้กวาด: การอ้างอิงทั่วไปคือ 500 กรัมต่อ 25 มม. ของความยาวใบมีด แรงดันที่ไม่เพียงพอทำให้ครีมเหลืออยู่ ในขณะที่แรงดันที่มากเกินไปอาจทำให้ลายฉลุเสียหาย
4. มุมของไม้กวาด: โดยทั่วไปจะคงที่ที่ 60° มุมที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้การสะสมไม่เพียงพอหรือมีครีมตกค้าง
5. ช่องว่างการพิมพ์: โดยทั่วไปแนะนำให้พิมพ์แบบไม่มีช่องว่างเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปิดผนึกที่เหมาะสมระหว่างลายฉลุและ PCB โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบที่มีระยะพิทช์ละเอียด
6. ความเร็วในการแยก: ควรคงไว้ต่ำกว่า 3 มม./วินาที เพื่อป้องกันการก่อตัวของ "หูสุนัข" ที่ขอบการสะสมครีม
7. การทำความสะอาดลายฉลุ: การทำความสะอาดเป็นประจำจะช่วยป้องกันการอุดตันของรูรับแสง ระบบอัตโนมัติที่ใช้ IPA และที่ปัดน้ำฝนเป็นที่ต้องการเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอ
ครีมบัดกรีประกอบด้วยอนุภาคดีบุกที่แขวนลอยอยู่ในฟลักซ์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นกาวชั่วคราวจนกว่าการบัดกรีแบบรีโฟลว์จะสร้างการเชื่อมต่อถาวร ในฐานะที่เป็นวัสดุแบบทิกโซโทรปิก มันต้องใช้พลังงานกล (จากกระบวนการพิมพ์) เพื่อให้ได้ลักษณะการไหลที่เหมาะสม
การเลือกขนาดอนุภาคเป็นไปตาม "กฎ 5 ลูก" - อนุภาคอย่างน้อยห้าอนุภาคควรครอบคลุมความกว้างของรูรับแสงที่เล็กที่สุด ขนาดอนุภาคที่มีอยู่มีตั้งแต่ Type 1 (25-45μm) ถึง Type 6 (<5μm). ทั้งครีมที่มีสารตะกั่วและไม่มีสารตะกั่วต้องแช่เย็น แต่ต้องปรับให้อยู่ในอุณหภูมิห้องเป็นเวลาแปดชั่วโมงก่อนใช้งาน
ควรผสมครีมเป็นเวลา 3-5 นาที ก่อนใช้งานเพื่อให้แน่ใจว่ามีความเป็นเนื้อเดียวกัน ครีมที่ใช้แล้วเกินแปดชั่วโมงควรทิ้ง ในขณะที่ครีมที่ใช้แล้วน้อยกว่าสี่ชั่วโมงอาจเก็บไว้ได้นานถึง 24 ชั่วโมงในภาชนะที่ปิดสนิท
ระบบตรวจสอบอัตโนมัติ (2D สำหรับการวัดพื้นที่, 3D สำหรับการวิเคราะห์ปริมาตร) ช่วยในการตรวจสอบคุณภาพการพิมพ์ ข้อบกพร่องทั่วไป ได้แก่:
การพิมพ์ครีมแบบไร้สารตะกั่วอุณหภูมิต่ำต้องใช้พารามิเตอร์ที่แตกต่างกัน: ความเร็วที่เร็วขึ้น (50-100 มม./วินาที) และแรงดันที่ต่ำกว่า (~300 กรัม/25 มม.) แนะนำให้เพิ่มปริมาณครีมเนื่องจากสูตรเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะติดกับใบมีดไม้กวาด
ด้วยสถิติอุตสาหกรรมที่แสดงให้เห็นว่าการดำเนินงาน SMT บางอย่างทำงานที่ ประสิทธิภาพเพียง 20% การปรับการพิมพ์ครีมบัดกรีให้เหมาะสมจึงนำเสนอโอกาสที่สำคัญสำหรับการปรับปรุงคุณภาพและการลดต้นทุน ด้วยการจัดการตัวแปรกระบวนการทั้งหมดอย่างเป็นระบบ ผู้ผลิตสามารถบรรลุผลผลิตที่สูงขึ้น ลดของเสีย และปรับปรุงความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์
