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

สภาวะการพิมพ์ของโซลเดอร์ครีมที่ใช้ Stencil

ในการพิมพ์โซลเดอร์ครีม จะมีการใช้Stencil ซึ่งstencil มีรูขนาดเล็กและใหญ่แตกต่างกัน ตามพื้นที่ของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) โดยแผงวงจรพิมพ์และ stencil จะถูกนำมาวางไว้ในเครื่องพิมพ์โซลเดอร์ และทำการพิมพ์โดยการม้วน (Rolling) ตัวของโซลเดอร์ด้วยการใช้ที่ปาดยาง (squeegee)

แต่ทราบหรือไม่ว่า(stencil) ที่ใช้กับโซลเดอร์ครีม อาจเป็นสาเหตุของความผิดพลาดได้ ตามรูปด้านบน ดังนั้นการออกแบบ stencil จึงมีความสำคัญสำหรับการพิมพ์ (การส่งผ่านโซลเดอร์ครีมลงบนแผงวงจร) เพื่อไม่ให้ปริมาณโซลเดอร์มากหรือน้อยเกินไป

หลักการออกแบบ stencil ที่เหมาะสม

หลังจากพิมพ์โซลเดอร์ครีมลงไปบนแผงวงจรแล้ว เมื่อแผงวงจรพิมพ์แยกออกจาก stencil จะมีแรงดึงโซลเดอร์ครีมเกิดขึ้นระหว่างแผงวงจรพิมพ์และ stencil ทำให้เกิดการยืดของโซลเดอร์ครีมติดไปกับ stencil ระหว่างกระบวนการแยก เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพในการส่งผ่านโซลเดอร์ครีมไปยังแผงวงจรพิมพ์นั้น แรงของแผ่นวงจรพิมพ์ที่จะดึงโซลเดอร์ครีมจะต้องมากกว่าแรงจาก stencil ดังนั้นการออกแบบแม่พิมพ์จึงเป็นส่วนสำคัญ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งต้องคำนึงถึง “อัตราส่วนพื้นที่ (Area Ratio)” เป็นปัจจัยหลัก

4 ข้อสำคัญในการออกแบบแม่พิมพ์ (metal mask)

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

หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติม โปรดคลิกที่ปุ่มด้านล่าง เพื่อดูเอกสารการนำเสนอเพิ่มเติม

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