การพิมพ์สเตนซิล
การพิมพ์ลายฉลุเป็นกระบวนการวางวางน้ำยาบัดกรีลงบนแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) เพื่อสร้างการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าซึ่งจะตามด้วย ขั้นตอน การวางชิ้นส่วน ทันที อุปกรณ์และวัสดุที่ใช้ในขั้นตอนนี้ได้แก่ลายฉลุน้ำยาบัดกรี และเครื่องพิมพ์
การพิมพ์ลายฉลุทำได้โดยใช้วัสดุเพียงชนิดเดียว นั่นคือ น้ำยาประสาน ซึ่งประกอบด้วยโลหะบัดกรีและฟลักซ์น้ำยาประสานยังทำหน้าที่เป็นกาวในระหว่างการวางชิ้นส่วนและการหลอมบัดกรีความเหนียวของน้ำยาประสานช่วยให้ชิ้นส่วนอยู่กับที่ การบัดกรีที่ดีคือการที่น้ำยาประสานละลายได้ดีและไหลไปเคลือบขาหรือขั้วต่อบนชิ้นส่วนและแผ่นรองบนแผงวงจร
เพื่อให้ได้รอยบัดกรีแบบนี้ ชิ้นส่วนต้องอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง ต้องใช้ปริมาณน้ำยาบัดกรีที่เหมาะสม น้ำยาบัดกรีต้องซึมเข้าสู่แผ่นวงจรและชิ้นส่วนได้ดี และต้องมีคราบตกค้างที่ปลอดภัยที่จะปล่อยทิ้งไว้บนแผ่นวงจร หรือสามารถทำความสะอาดได้ง่าย
ปริมาณตะกั่วบัดกรีขึ้นอยู่กับแม่พิมพ์ กระบวนการพิมพ์และอุปกรณ์ ผงตะกั่วบัดกรี และคุณสมบัติทางกายภาพหรือคุณสมบัติทางรีโอโลยีของเนื้อตะกั่ว การที่ตะกั่วบัดกรีเกาะติดได้ดีนั้นขึ้นอยู่กับฟลักซ์ด้วย
ข้อมูลนำเข้า
ปัจจัยนำเข้าของกระบวนการสามารถจำแนกได้เป็นปัจจัยนำเข้าด้านการออกแบบ ปัจจัยนำเข้าด้านวัสดุ และปัจจัยนำเข้าด้านพารามิเตอร์ของกระบวนการ ผลผลิตของกระบวนการคือแผ่นวงจรพิมพ์ที่ตรงตามข้อกำหนดของกระบวนการ ข้อกำหนดเหล่านี้โดยทั่วไปคือปริมาณและความสูงของวางบัดกรีที่สม่ำเสมอ และการจัดเรียงวางบัดกรีบนแผ่นรองของแผ่นวงจรพิมพ์ ซึ่งเป็นตัวกำหนดผลผลิตของกระบวนการ
ในการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์อัตโนมัติหน้ากากวางบัดกรีและสเตนซิลมักจะถูกกำหนดไว้ในเลเยอร์ที่มีชื่อว่า/aka/ [1] [nb 1]/ [2tCream ] bCream/ CRC[ CRS3 ] หรือ/ ( EAGLE )PMC , PMS/ ( KiCadTPS ) BPS, / ( TARGET TSP) BSP, / ( F.PasteOrCAD B.Paste) , / PasteTop( PasteBotPADS ) , SPT/ SPB( WEdirekt ) PT.PHO, PB.PHO[ 4 ] PASTE-VS/ PASTE-RS( Gerber และอื่นๆอีกมากมายGTP [ GBP5 ] ) ซอฟต์แวร์ EDA บาง ตัว (ที่พบได้น้อยกว่า) ไม่ถือว่าหน้ากากวางบัดกรีเป็นส่วนหนึ่งของ เลเยอร์สแต็กของ PCB ในกรณีดังกล่าว หน้ากากวางบัดกรีจะต้องได้มาจากหน้ากากหยุดบัดกรี
เพื่อให้ได้ความแม่นยำที่ดียิ่งขึ้น ในอดีตมักจะติดตั้งสเตนซิลในกรอบอะลูมิเนียมเฉพาะของแต่ละผู้ผลิต ปัจจุบัน การใช้ระบบติดตั้งแบบรวดเร็วเป็นที่นิยมมากกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตในปริมาณน้อย โดยติดตั้งสเตนซิลด้วยระบบลมหรือระบบกลไก สำหรับการใช้งานนี้ สเตนซิลจำเป็นต้องมีการเจาะรูเพิ่มเติมเพื่อใช้ในการจัดแนวตามมาตรฐานระบบติดตั้งต่างๆ เช่น QuattroFlex, ZelFlex, ESSEMTEC, PAGGEN, Metz, DEK VectorGuard, Mechatronic Systems และอื่นๆ
กระบวนการพิมพ์
กระบวนการเริ่มต้นด้วยการใส่แผ่นวงจรลงในเครื่องพิมพ์ ระบบการมองเห็นภายในจะจัดตำแหน่งแผ่นสเตนซิลให้ตรงกับแผ่นวงจร จากนั้นใบปาดจะพิมพ์วางบัดกรีลงไป หลังจากนั้นจะแยกแผ่นสเตนซิลและแผ่นวงจรออกจากกันและนำออก จะเช็ดด้านล่างของแผ่นสเตนซิลทุกๆ ประมาณสิบครั้งที่พิมพ์ เพื่อกำจัดวางบัดกรีส่วนเกินที่เหลืออยู่บนแผ่นสเตนซิล
โดยทั่วไปแล้ว การพิมพ์หนึ่งแผ่นจะใช้เวลาประมาณ 15 ถึง 45 วินาที ความเร็วของหัวพิมพ์อยู่ที่ประมาณ 1 ถึง 8 นิ้วต่อวินาที กระบวนการพิมพ์ต้องได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวัง การเคลื่อนที่ที่ไม่ตรงกับจุดอ้างอิงจะทำให้เกิดข้อบกพร่องหลายประการ ดังนั้นจึงต้องยึดแผ่นวงจรให้แน่นก่อนเริ่มกระบวนการ มีการใช้เครื่องมือยึดแบบแน่นและแบบสุญญากาศเพื่อยึดแกน X และ Y ของแผ่นวงจร ต้องใช้เครื่องมือยึดแบบสุญญากาศอย่างระมัดระวัง เนื่องจากอาจส่งผลต่อกระบวนการพิมพ์แบบพินอินเพสต์หากไม่ได้ยึดให้แน่น
ขั้นตอนที่ใช้เวลานานที่สุดคือขั้นตอนการพิมพ์ ตามด้วยขั้นตอนการแยก การตรวจสอบหลังการพิมพ์มีความสำคัญอย่างยิ่ง และโดยปกติจะดำเนินการโดยใช้ระบบตรวจสอบภาพ 2 มิติแบบพิเศษบนเครื่องพิมพ์ หรือระบบ 3 มิติแยกต่างหาก
แผงวงจรพิมพ์
ออกแบบ
ระบบวิชั่นในเครื่องพิมพ์สเตนซิลใช้ เครื่องหมาย อ้างอิงสากลสำหรับการจัดแนวแผ่นวงจรพิมพ์ (PWB) หากไม่มีเครื่องหมายอ้างอิงเหล่านี้ เครื่องพิมพ์จะไม่สามารถพิมพ์วางบัดกรีให้ตรงกับแผ่นรองได้อย่างแม่นยำ แผ่นวงจรพิมพ์ควรมีค่าความคลาดเคลื่อนของขนาดที่แคบเพื่อให้สามารถประกบเข้ากับสเตนซิลได้อย่างลงตัว ซึ่งจำเป็นต่อการจัดแนวของบล็อกบัดกรีบนแผ่นรองตามที่ต้องการ
การปิดบัง
ความแม่นยำที่ต้องการในการจัดแนวสามารถทำได้โดยการควบคุมการไหลของตะกั่วบัดกรีบนแผ่นวงจรพิมพ์ (PWB) ระหว่างการบัดกรีแบบรีโฟลว์ เพื่อจุดประสงค์นี้ ช่องว่างระหว่างแผ่นบัดกรีมักจะถูกเคลือบด้วยวัสดุมาสก์ตะกั่วบัดกรี วัสดุมาสก์ตะกั่วบัดกรีไม่มีความสัมพันธ์กับตะกั่วบัดกรีที่หลอมเหลว ดังนั้นจึงไม่เกิดการยึดติดระหว่างกันเมื่อตะกั่วบัดกรีแข็งตัว กระบวนการนี้มักเรียกว่าการมาสก์ตะกั่วบัดกรีต้องจัดแนวมาสก์ให้ถูกต้อง มาสก์จะปกป้องแผ่นวงจรพิมพ์ (PWB) จากการออกซิเดชัน และป้องกันการเกิดสะพานตะกั่วบัดกรีที่ไม่พึงประสงค์ระหว่างแผ่นบัดกรีที่อยู่ใกล้กัน
นอกจากนี้ ความสูงของชั้นมาสก์บัดกรีควรต่ำกว่าความสูงของแผ่นรองเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการเกิดปะเก็น หากความสูงของชั้นมาสก์บัดกรีมากกว่าความสูงของแผ่นรอง บัดกรีบางส่วนจะไปสะสมอยู่ในช่องว่างระหว่างมาสก์กับแผ่นรอง ซึ่งเรียกว่าการเกิดปะเก็น การเกิดปะเก็นคือการปิดผนึกที่เติมเต็มช่องว่างระหว่างสองพื้นผิวเพื่อป้องกันการรั่วไหล การเกิดปะเก็นเป็นปัญหาเพราะบัดกรีส่วนเกินรอบแผ่นรองอาจเป็นปัจจัยที่ก่อให้เกิดความรำคาญมากกว่าแค่ในวงจรที่มีระยะห่างระหว่างเส้นน้อยมาก
เสร็จสิ้น
แผ่นรองบนแผ่นวงจรพิมพ์ (PWB) ทำจากทองแดงและไวต่อการเกิดออกซิเดชัน การเกิดออกซิเดชันบนพื้นผิวทองแดงจะขัดขวางความสามารถของตะกั่วบัดกรีในการสร้างรอยต่อที่แข็งแรง เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์นี้ ทองแดงที่สัมผัสทั้งหมดจึงได้รับการปกป้องด้วยสารเคลือบผิว
รูรับแสงเติมเต็มและปล่อย
หัวใจสำคัญของการพิมพ์แผ่นวงจรพิมพ์ (PWB) ที่ดีนั้นอยู่ที่การเติมและการปล่อยวางของตะกั่วบัดกรีลงในช่องเปิด เมื่อแผ่นสเตนซิลสัมผัสกับแผ่นวงจรพิมพ์ ตะกั่วบัดกรีจะถูกทาลงบนพื้นผิวด้านบนของแผ่นสเตนซิลโดยใช้ไม้กวาด ทำให้ช่องเปิดเต็มไปด้วยตะกั่วบัดกรี จากนั้นแผ่นวงจรพิมพ์จะถูกลดระดับลงจากแผ่นสเตนซิล ปริมาณตะกั่วบัดกรีที่ปล่อยออกมาจากช่องเปิดของแผ่นสเตนซิลและถ่ายโอนไปยังแผ่นรองของแผ่นวงจรพิมพ์จะเป็นตัวกำหนดว่าการพิมพ์นั้นดีหรือไม่ดี ในอุดมคติแล้ว ปริมาณตะกั่วบัดกรีทั้งหมดควรเท่ากับปริมาตรของช่องเปิดของแผ่นสเตนซิลที่เกี่ยวข้อง แต่ในความเป็นจริงแล้วนั้นไม่เป็นเช่นนั้นเสมอไป ดังนั้น การพิมพ์จะถือว่าดีหากมีตะกั่วบัดกรีปล่อยออกมาในสัดส่วนที่กำหนด วิธีหนึ่งในการวัดประสิทธิภาพการพิมพ์คือการคำนวณประสิทธิภาพการถ่ายโอนซึ่งสามารถเขียนทางคณิตศาสตร์ได้ดังนี้:
- ประสิทธิภาพการถ่ายโอน = (ปริมาตรของเอกสารที่พิมพ์) / (ปริมาตรสูงสุดตามทฤษฎี)
ในสมการข้างต้น ปริมาตรสูงสุดทางทฤษฎีคือปริมาตรที่เปิดอยู่ของช่องเปิดสเตนซิล ในอุดมคติแล้ว ประสิทธิภาพการถ่ายโอนที่ต้องการคือ 1 แต่ในความเป็นจริง ยิ่งประสิทธิภาพการถ่ายโอนสูงเท่าไร การพิมพ์ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น การที่จะทำให้ช่องเปิดเต็มไปด้วยวางบัดกรีนั้น จำเป็นต้องมีอัตราการไหลที่เพียงพอและเวลาในการเติมที่เพียงพอ ช่องเปิดที่ไม่เต็มจะไม่สามารถปล่อยวางบัดกรีลงบนแผ่นวงจรได้ ส่งผลให้สเตนซิลอุดตันและเกิดรอยเชื่อมที่ไม่ดี การปล่อยวางบัดกรีขึ้นอยู่กับความเร็วในการแยกแผ่นวงจรออกจากสเตนซิล แรงยึดเกาะของวางบัดกรีกับแผ่นวงจรจะต้องมีแรงเฉือนมากพอที่จะเอาชนะแรงยึดเกาะของวางบัดกรีกับผนังสเตนซิล แรงเฉือนแบบไฮโดรไดนามิกนี้ขึ้นอยู่กับความเร็วในการแยก
แม่แบบ
แผ่นแม่พิมพ์ใช้สำหรับพิมพ์วางบัดกรีลงบนแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) โดยทั่วไปทำจากสแตนเลสหรือนิกเกิล และผลิตด้วยกระบวนการต่างๆ ดังที่อธิบายไว้ด้านล่าง
กระบวนการผลิต
การตัดด้วยเลเซอร์
การใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ช่วยให้สามารถควบคุมความคลาดเคลื่อนได้แคบลงและมีความแม่นยำมากขึ้น
ผนังของช่องเปิดสามารถทำให้เรียบได้ด้วยการขัดเงาด้วยไฟฟ้าและ/หรือการชุบนิกเกิล กระบวนการ ตัดด้วยเลเซอร์ทำให้ได้ช่องเปิดรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมู ซึ่งช่วยให้การปล่อยวางตะกั่วบัดกรีมีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น
โดยทั่วไปแล้ว ความแม่นยำในการทำซ้ำของขนาดในแม่พิมพ์ที่ตัดด้วยเลเซอร์จะดีกว่าการกัดด้วยสารเคมี เนื่องจากการตัดด้วยเลเซอร์ไม่จำเป็นต้องใช้ฟิล์มภาพถ่ายที่ต้องจัดวางอย่างแม่นยำหรือป้องกันความชื้น
สเตนซิล E-FAB
แผ่นสเตนซิลนี้ผลิตขึ้นโดยกระบวนการ ชุบนิกเกิล ด้วยไฟฟ้าจึงเป็นที่มาของชื่อ E-FAB นิกเกิลมีคุณสมบัติทนทานต่อการสึกหรอได้ดีกว่าเหล็ก และการชุบด้วยไฟฟ้าจะสร้างผนังช่องเปิดที่เรียบและเรียว นอกจากนี้ กระบวนการนี้ยังสร้างสันนูนตามด้านล่างของแผ่นสเตนซิล ซึ่งสามารถปรับปรุงการยึดติดระหว่างแผ่นสเตนซิลกับแผงวงจร และทำให้การปล่อยวางตะกั่วบัดกรีมีความสม่ำเสมอมากขึ้น
การออกแบบลายฉลุ
เนื่องจากความต้องการชิ้นส่วนที่มีระยะห่างระหว่างขาแคบมาก ขนาดของช่องเปิดจึงเล็กลงเรื่อยๆ จนกลายเป็นช่องเปิดแบบ “สูงและแคบ” ในกรณีเช่นนี้ ช่องเปิดอาจถูกเติมด้วยตะกั่วบัดกรีแต่ไม่ไหลออกจนหมด หรือบางครั้งอาจไม่เต็มเลย ทำให้ไม่มีตะกั่วบัดกรีเกาะติด เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ผนังของช่องเปิดจึงถูกทำให้เรียบที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ นอกจากนี้ยังมีการเคลือบนาโนระดับโมเลกุลบนผนังของแผ่นสเตนซิลเพื่อป้องกันไม่ให้ตะกั่วบัดกรีติด การเติมและการไหลออกที่สม่ำเสมอเป็นผลลัพธ์ที่สำคัญที่สุดของการพิมพ์สเตนซิล เมื่อวางสเตนซิลลงบนแผ่นวงจร ตะกั่วบัดกรีจะเติมเต็มช่องเปิดและสัมผัสกับแผ่นรองและผนังของสเตนซิล การสัมผัสจะถูกประเมินโดยการหาอัตราส่วนของพื้นที่เหล่านี้ กล่าวคือ อัตราส่วนของพื้นที่ของแผ่นรองต่อพื้นที่ของผนัง ซึ่งเรียกว่าอัตราส่วนพื้นที่ข้อมูลเกี่ยวกับมาตรฐานสำหรับการออกแบบสเตนซิลมีอยู่ในข้อกำหนด IPC 7525 และมาตรฐานอื่นๆ โดยทั่วไป รวมถึงสเตนซิลที่มีช่องเปิดสูงและแคบ แนะนำให้ใช้อัตราส่วนพื้นที่มากกว่า 0.66
ภาพประกอบแสดงมิติต่างๆ:
| ขว้าง | ความกว้างของแผ่นรอง | รูรับแสง | ความหนาของแม่พิมพ์ | อัตราส่วนภาพ |
|---|---|---|---|---|
| 25 | 15 | 12 | 6 | 2.0 |
| 20 | 12 | 9–10 | 5–6 | 1.7 |
| 15 | 10 | 7–8 | 5 | 1.4 |
| 12 | 8 | 5–6 | 4–5 | 1.2 |
สำหรับสเตนซิลที่มีระยะห่างระหว่างขาแคบมาก (ระยะห่าง 20 มิลลิเมตร, รูเปิด 10 มิลลิเมตร) แม้ว่าจะใช้สเตนซิลหนา 5 มิลลิเมตร ซึ่งเป็นความหนาที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุด อัตราส่วนพื้นที่ก็ยังต่ำกว่า 1.5 ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้สเตนซิลที่บางกว่า สำหรับ BGA/CSP และรูเปิดขนาดเล็กมากอื่นๆ จะใช้อัตราส่วนพื้นที่ ซึ่งควรมากกว่า 0.66 เพราะจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าการเติมและการปล่อยสเตนซิลจะมีความน่าจะเป็นสูง อัตราส่วนพื้นที่ที่ต่ำกว่า 0.66 หมายถึงกระบวนการที่ไม่น่าเชื่อถือมากนัก
ตัวอย่างอัตราส่วนพื้นที่สำหรับ BGA:
| บีจีเอ | แผ่นรอง | รูรับแสง | ความหนา | อัตราส่วนพื้นที่ |
|---|---|---|---|---|
| 60 ล้าน | 32 | 30 | 6–8 | 1.25 – 0.94 |
| 50 ล้าน | 25 | 22 | 6–8 | 0.92 – 0.69 |
| 20 ล้าน | 12 | 10 | 5–6 | 0.50 – 0.42 |
ขนาดของรูเปิดควรเล็กกว่าขนาดของแผ่นรองเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้ตะกั่วบัดกรีมากเกินไปหรือการเกิดเม็ดตะกั่ว การลดขนาดรูเปิดลง 10 ถึง 20% เมื่อเทียบกับขนาดของแผ่นรองเป็นเรื่องปกติเพื่อลดการเกิดเม็ดตะกั่ว เม็ดตะกั่วอาจทำให้วงจรไฟฟ้าทำงานผิดปกติได้
ข้อพิจารณาอื่นๆ
สเตนซิลแบบขั้นบันได
แผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) อาจต้องการปริมาณตะกั่วบัดกรีที่แตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับการออกแบบและขนาดของชิ้นส่วน การใช้ตะกั่วบัดกรีในปริมาณสูงสุดที่สม่ำเสมออาจไม่ใช่ทางออกที่ดีในกรณีนี้ เนื่องจากแม่พิมพ์เหล่านี้มักถูกใช้เมื่อใช้เทคโนโลยี "pin and paste" (เช่น การพิมพ์ตะกั่วบัดกรีลงในรูทะลุเพื่อหลีกเลี่ยงการบัดกรีแบบคลื่น ) และชิ้นส่วนที่มีระยะห่างระหว่างขาแตกต่างกันอย่างมากในแผ่นวงจรพิมพ์เดียวกัน ด้วยเหตุนี้ จึงมีการใช้แม่พิมพ์แบบลดระดับเพื่อให้ได้ปริมาณตะกั่วบัดกรีที่แตกต่างกัน
อายุการใช้งานของแผ่นพิมพ์ลายฉลุสำหรับวางตะกั่วบัดกรี
โดยทั่วไปแล้ว สารบัดกรีควรมีอายุการใช้งานบนแม่พิมพ์อย่างน้อย 4 ชั่วโมง อายุการใช้งานบนแม่พิมพ์หมายถึงช่วงเวลาที่คุณสมบัติของสารบัดกรีจะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ สารบัดกรีที่มีอายุการใช้งานบนแม่พิมพ์นานกว่าจะมีความทนทานต่อกระบวนการพิมพ์มากกว่า อายุการใช้งานบนแม่พิมพ์ที่แท้จริงของสารบัดกรีควรตรวจสอบจากข้อกำหนดของผู้ผลิตและการตรวจสอบในสถานที่จริง
การจัดการและการจัดเก็บแม่พิมพ์
เพื่อให้แผ่นสเตนซิลมีอายุการใช้งานและประสิทธิภาพที่ดีขึ้น ต้องทำความสะอาดแผ่นสเตนซิลหลังการใช้งาน โดยการกำจัดคราบวางบัดกรีที่ติดอยู่บนแผ่นหรือภายในรูต่างๆ แผ่นสเตนซิลที่ทำความสะอาดแล้วควรเก็บไว้ในที่ที่ปลอดภัย ก่อนใช้งาน ควรตรวจสอบแผ่นสเตนซิลว่ามีการสึกหรอหรือเสียหายหรือไม่ โดยทั่วไปแล้ว แผ่นสเตนซิลจะมีหมายเลขประจำงานกำกับไว้ เพื่อลดความเสี่ยงจากการใช้งานผิดวิธีหรือการสูญหาย
ไม้ปาดน้ำ
ไม้ปาดตะกั่วใช้สำหรับปาดตะกั่วให้ทั่วแผ่นแม่พิมพ์และเติมช่องว่างทั้งหมดให้สม่ำเสมอ ไม้ปาดตะกั่วมีสองประเภท คือ แบบโลหะและแบบโพลียูรีเท น ไม้ปาดตะกั่วแบบโลหะเป็นที่นิยมมากกว่าแบบโพลียูรีเทนเพราะให้ปริมาณตะกั่วที่สม่ำเสมอมากและทนทานต่อการตักตะกั่วออกจากช่องว่างขณะพิมพ์ นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติการสึกหรอที่ดีกว่า ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานกว่า
ปัญหาทั่วไป
ปริมาณน้ำยาประสานไม่เพียงพอ
การใช้ตะกั่วบัดกรีไม่เพียงพออาจทำให้การยึดติดและการสัมผัสระหว่างชิ้นส่วนและแผงวงจรไม่ดี สาเหตุทั่วไปของการใช้ตะกั่วบัดกรีไม่เพียงพอ ได้แก่ การติดตั้งปะเก็นไม่ดี รูของแผ่นสเตนซิลอุดตัน ขนาดของเม็ดตะกั่วบัดกรีเล็กเกินไป การใช้ตะกั่วบัดกรี/แผ่นสเตนซิลเกินอายุการใช้งานที่แนะนำ การไม่เช็ดแผ่นสเตนซิลให้สะอาด หรือแรงกดของยางปาดตะกั่วต่ำเกินไป
การป้าย/การเชื่อมต่อ
สาเหตุหลักของการเกิดรอยเปื้อน/การเชื่อมต่อกันของตะกั่วบัดกรี ได้แก่ แรงกดของยางปาดตะกั่วมากเกินไป การเช็ดแผ่นสเตนซิลไม่เพียงพอ การสัมผัสระหว่างแผ่นวงจรและแผ่นสเตนซิลไม่ดี อุณหภูมิหรือความชื้นสูง หรือความหนืดของตะกั่วบัดกรีต่ำเกินไป
การพิมพ์ที่ไม่ตรงแนว
โดยทั่วไปแล้ว การพิมพ์ที่ไม่ตรงแนวเกิดจากระบบตรวจสอบภาพไม่สามารถตรวจจับจุดอ้างอิงได้ การยืดตัวของแผ่นวงจรพิมพ์หรือแม่พิมพ์ การสัมผัสที่ไม่ดีระหว่างแผ่นวงจรพิมพ์และแม่พิมพ์ หรือการรองรับแผ่นวงจรพิมพ์ที่ไม่แข็งแรง
โค้งและบิด
หากแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ไม่ได้รับการยึดอย่างแน่นหนาในระหว่างการพิมพ์วางบัดกรี จะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ไม่ดีและเพิ่มปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการบัดกรี โดยปกติแล้ว อุปกรณ์พิมพ์วางบัดกรีสามารถรองรับการโก่งงอได้ 1.0 ถึง 3.0 มิลลิเมตร แต่หากเกินขีดจำกัดนี้ จำเป็นต้องใช้เครื่องมือหรืออุปกรณ์ยึดพิเศษเพื่อยึดแผ่นวงจรพิมพ์ไว้ ซึ่งอาจทำได้ยากกว่าแผ่นวงจรพิมพ์ที่บางและมีขนาดใหญ่กว่า
การควบคุมกระบวนการทางสถิติ
มากกว่า 50% ของข้อบกพร่องในการประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เกิดจากปัญหาการพิมพ์วางบัดกรี กระบวนการนี้มีพารามิเตอร์หลายอย่าง ทำให้ยากต่อการค้นหาปัญหาที่เฉพาะเจาะจงและปรับปรุงกระบวนการให้เหมาะสม การศึกษาทางสถิติอย่างละเอียดของกระบวนการอาจช่วยปรับปรุงผลผลิตได้อย่างมีนัยสำคัญ จำนวนโอกาสที่จะเกิดข้อบกพร่องเป็นตัวบ่งบอกข้อบกพร่อง ไม่ใช่จำนวนชิ้นส่วนที่ชำรุดจริง
ตัวอย่าง:
- หากมีการพิมพ์วางบัดกรีลงบนแผ่นรองสำหรับ QFP 68 ขาแล้ว
- จำนวนโอกาสเกิดข้อบกพร่องทั้งหมด = 68 พิน + 1 สำหรับส่วนประกอบ = ข้อบกพร่องที่เป็นไปได้ 69 รายการ เฉพาะในส่วนของการพิมพ์เท่านั้น
ดังนั้น จึงมีโอกาสเกิดข้อบกพร่อง 69 ครั้งที่จะทำให้เกิดชิ้นส่วนที่ชำรุด 1 ชิ้น การนับโอกาสเกิดข้อบกพร่องเป็นวิธีตรวจสอบกระบวนการที่ถูกต้องที่สุด โดยทั่วไปแล้ว กระบวนการต่างๆ จะได้รับการประเมินในแง่ของจำนวนข้อบกพร่องต่อโอกาสเกิดข้อบกพร่อง 1 ล้านครั้ง (DPM) ตัวอย่างเช่น กระบวนการที่ทำให้เกิดข้อบกพร่อง 100 ครั้ง เมื่อมีโอกาสเกิดข้อบกพร่อง 1 ล้านครั้ง จะมีคะแนน DPM 100 กระบวนการพิมพ์ระดับโลกมีระดับข้อบกพร่องอยู่ที่ประมาณ 20 DPM
กระบวนการพิมพ์ที่มีค่า DPM ต่ำ สามารถทำได้โดยใช้เทคนิคทางสถิติเพื่อกำหนดผลกระทบของพารามิเตอร์แต่ละตัว หรือปฏิสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ต่างๆ จากนั้นจึงสามารถปรับพารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญให้เหมาะสมที่สุดโดยใช้เทคนิคการออกแบบการทดลอง (DOE) พารามิเตอร์ที่ปรับให้เหมาะสมแล้วเหล่านี้สามารถนำไปใช้และเริ่มการเปรียบเทียบประสิทธิภาพกระบวนการได้จากนั้นจึงใช้การควบคุมกระบวนการทางสถิติ เพื่อตรวจสอบและปรับปรุงระดับ DPM ของการพิมพ์อย่างต่อเนื่อง
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุ
- ↑ตัวอักษร 'C' และ 'S' ในส่วนขยายชื่อไฟล์Gerberเก่าของ EAGLEสำหรับเลเยอร์เฟรมสีครีมด้านบนและด้านล่าง มีที่มาจากยุคที่แผงวงจรพิมพ์มักติดตั้ง ชิ้นส่วน แบบรูทะลุซึ่งติดตั้งอยู่ด้านเดียวของแผงเท่านั้น ซึ่งเรียกว่า "ด้านชิ้นส่วน" (ด้านบน) เทียบกับ "ด้านบัดกรี" (ด้านล่าง) ซึ่งเป็นด้านที่ชิ้นส่วนเหล่านี้ถูกบัดกรี
.CRC.CRS
- ↑ "การเตรียมข้อมูลการผลิต: ไฟล์ Gerber สำหรับเครื่อง Photoplotter ที่มีวงล้อปรับรูรับแสงได้" EAGLE - Easily Applicable Graphics Layout Editor - คู่มือ - เวอร์ชัน 3.55 และเวอร์ชันที่ใหม่กว่า (PDF) (ฉบับที่ 2 ) Delray Beach, Florida, USA: CadSoft Computer, Inc. 1999 หน้า 88–90 [89] เก็บถาวร(PDF)จากต้นฉบับเมื่อ 2022-08-30 เรียกดูเมื่อ2022-08-30
- ↑ "Leitlinien EAGLE nach Gerber konvertieren" (ในภาษาเยอรมัน) ยูโรวงจร. 2016. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2022-08-30 . สืบค้นเมื่อ2022-08-30 .
- ↑ autodeskguest (2009–2010). "การสร้างไฟล์ Gerber" . element14.com . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2022-08-28 . เรียกดูเมื่อ2022-08-30 .(หมายเหตุ: นามสกุลไฟล์Gerber / ถูกใช้เฉพาะใน EAGLEเวอร์ชันเก่าบางเวอร์ชันสำหรับแผงวงจรที่มีมากกว่าสองชั้น)
.TPS.BPS - ↑ "Lagenbezeichnungen" [ตัวกำหนดชั้น] . WEdirekt (ในภาษาเยอรมัน). Rot am See, เยอรมนี: Würth Elektronik GmbH & Co. KG . 2020. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2022-08-29 . เรียกดูเมื่อ2022-08-29 .
- ↑ "ตัวเลือกการส่งออก Gerber" (PDF) . 1.3. Altium Limited . 27 กรกฎาคม 2011 [26 มีนาคม 2008, 5 ธันวาคม 2005]. เก็บถาวร(PDF)จากต้นฉบับเมื่อ 29 สิงหาคม 2022 . เรียกดูเมื่อ29 สิงหาคม 2022 .
อ่านเพิ่มเติม
- Lasky, Ronald "Ron"; Hall, W. James "Jim"; Hickey, Katherine; Tate, Jennifer (2014). คู่มือการประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และแนวทางการรับรอง SMTA ( ฉบับที่ 1). สมาคมเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (SMTA). ISBN 978-0-98888731-2.
- ทาร์, มาร์ติน (2013). "การพิมพ์สกรีนและสเตนซิล" . หลักสูตรระดับบัณฑิตศึกษาออนไลน์สำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ . สหราชอาณาจักร: มหาวิทยาลัยโบลตัน . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2014-05-28.
- Padmanapan, Sakthivel (30 พฤษภาคม 2557). "การประชุมเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับสเตนซิล SMT" (PDF) . เชนไน, อินเดีย: สมาคมเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (SMTA). เก็บถาวร(PDF)จากต้นฉบับเมื่อ 17 มิถุนายน 2561. เรียกดูเมื่อ17 มิถุนายน 2561 .
- Mersits, Christopher (2012) [2010]. การตรวจสอบการเติมและการปล่อยช่องเปิดสำหรับการพัฒนาสมัยใหม่ของกระบวนการพิมพ์ลายฉลุสำหรับวางบัดกรีบิงแฮมตัน นิวยอร์ก สหรัฐอเมริกา: มหาวิทยาลัยแห่งรัฐนิวยอร์ก หน้า4–5 , 9–10 . 1535200. ProQuest 1328395402