เครื่องผสมยาแนวบัดกรีแบบสุญญากาศ | การประกอบแผงวงจรพิมพ์แบบ SMT ที่ไม่มีโพรงอากาศ

การผสมและกำจัดอากาศออกจากครีมบัดกรี คือ กระบวนการกระจายผงบัดกรีที่ตกตะกอนกลับให้สม่ำเสมอ และกำจัดอากาศที่ติดค้างอยู่ออกก่อนขั้นตอนการพิมพ์ผ่านแม่พิมพ์
ครีมบัดกรีเป็นวัสดุเสริมหลักสำหรับการประกอบแบบติดผิว (surface-mount) และสภาพของครีมบัดกรีมีผลโดยตรงต่อคุณภาพของการพิมพ์และอัตราผลผลิตจากการรีฟโลว์
โรงงานหลายแห่งใส่ใจอย่างมากต่อการเก็บรักษาและการทำให้อุ่นก่อนใช้งาน แต่กลับละเลยขั้นตอนการผสมโดยสิ้นเชิง หรือไม่ก็คนด้วยมือเพียงเล็กน้อยแล้วถือว่าเสร็จสิ้น
ช่องว่างดังกล่าวคือต้นตอของปัญหาการขาดหาย การลวกเชื่อมข้าม (bridging) และการเกิดโพรงอากาศ

สิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อครีมบัดกรีไม่ได้รับการผสมอย่างเหมาะสม

มีรูปแบบความล้มเหลวสามแบบที่สัมพันธ์โดยตรงกับขั้นตอนการผสมที่ไม่เพียงพอ:

• ผงดีบุกตกตะกอนและจับตัวเป็นก้อน
  ผงบัดกรีมีความหนาแน่นสูง จึงตกตะกอนและจับตัวเป็นก้อนระหว่างการเก็บรักษาและการจัดส่ง
  หากพิมพ์พาสต์โดยไม่คนให้กลับเข้าสู่ภาวะแขวนลอยอย่างเหมาะสม จะทำให้แม่พิมพ์อุดตัน พิมพ์ออกมาบางเกินไป และรอยบัดกรีขาดวัสดุ
• อากาศติดค้าง
  อากาศที่ถูกพับเข้าไปในพาสต์จะกลายเป็นโพรงในระหว่างขั้นตอนรีฟโลว์
  โพรงลดทอนความแข็งแรงและความน่าเชื่อถือของรอยต่อ — ซึ่งถือเป็นความล้มเหลวแบบรุนแรงสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ และผลิตภัณฑ์ระดับสูงอื่นๆ ที่ระบุเปอร์เซ็นต์โพรงไว้ในข้อกำหนด
• การกระจายตัวของฟลักซ์ไม่สม่ำเสมอ
  เมื่อฟลักซ์แยกตัวออกจากผงบัดกรี ความสามารถในการเปียกผิวจะลดลง
  ส่งผลให้เกิดการข้ามการบัดกรีมากขึ้น การลวก (bridging) เพิ่มขึ้น และงานแก้ไขซ้ำบนสายการผลิตเพิ่มขึ้น

ปัญหาเหล่านี้ไม่ปรากฏให้เห็นจากการตรวจสอบด้วยตาเปล่าอย่างรวดเร็วที่ภาชนะบรรจุ
แต่จะปรากฏขึ้นภายหลัง — ในรายงานการตรวจสอบด้วยระบบ AOI ในการนับจำนวนโพรงด้วยเครื่องเอ็กซ์เรย์ และในการล้มเหลวจริงในสนาม

ขั้นตอนการจัดการแป้งบัดกรีที่แนะนำ

กระบวนการที่ทำซ้ำได้มีสามขั้นตอน:

1. การปรับอุณหภูมิให้สอดคล้องกับสภาพแวดล้อม
   นำแป้งบัดกรีที่เก็บไว้ในตู้เย็นมาวางทิ้งไว้ที่อุณหภูมิห้องตามคำแนะนำของผู้ผลิต — โดยทั่วไปใช้เวลา 2 ถึง 4 ชั่วโมง — เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดหยดน้ำควบแน่นเข้าสู่เนื้อแป้ง
2. การผสมและการกำจัดอากาศออก
   ใช้เครื่องผสมแบบหมุนรอบศูนย์กลางแบบแรงเหวี่ยง (planetary centrifugal mixer) สำหรับแป้งบัดกรี
   เป็นค่าเริ่มต้นอ้างอิง: ความเร็ว 1,000 ถึง 2,000 รอบต่อนาที เป็นเวลา 1 ถึง 3 นาที โดยสามารถใช้สุญญากาศร่วมด้วยหรือไม่ก็ได้
   ผงบัดกรีจะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมออีกครั้ง และอากาศที่ติดค้างอยู่จะถูกขับออกภายในรอบเดียวกัน
3. การตรวจสอบ
   ตรวจสอบความเงาและความสม่ำเสมอของเนื้อแป้ง
   บรรจุลงในเครื่องพิมพ์เฉพาะเมื่อเนื้อแป้งไม่แสดงอาการแยกชั้นหรือความเงาลดลง

การบันทึกพารามิเตอร์ของแต่ละแบตช์คือสิ่งที่เปลี่ยนกระบวนการทำงานนี้จากนิสัยธรรมดาให้กลายเป็นขั้นตอนปฏิบัติงานมาตรฐาน

เหตุใดการผสมแบบแรงเหวี่ยงจึงเหนือกว่าการคนด้วยมือสำหรับแป้งบัดกรี

การคนด้วยมือและการใช้เครื่องคนแบบใบพัดธรรมดาไม่สามารถแยกก้อนแป้งบัดกรีที่ตกตะกอนได้ — อนุภาคที่หนาแน่นที่สุดจะคงอยู่ที่ก้นภาชนะอย่างไม่เปลี่ยนแปลง — และการคนจากด้านบนจะทำให้อากาศเข้าไปในแป้ง ซึ่งกลับเพิ่มฟองอากาศที่คุณพยายามกำจัดออกไป
เครื่องผสมแบบแรงเหวี่ยงแบบดาวเคราะห์ทำงานต่างออกไป
ถ้วยที่ปิดสนิทหมุนพร้อมกันสองแกน: การหมุนรอบ (revolution) ใช้แรงเหวี่ยงดันผงบัดกรีที่หนักให้กระจายตัวสม่ำเสมออีกครั้ง ส่วนการหมุนตามแกน (rotation) จะตัดก้อนที่ยังคงเหลืออยู่ให้แตกออก
เนื่องจากถ้วยปิดสนิท จึงสามารถใช้การลดความดันเพื่อขจัดอากาศออกได้ในขั้นตอนเดียวกัน — ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติม ไม่มีการสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมภายนอก และไม่มีความเสี่ยงต่อการปนเปื้อน
และเนื่องจากไม่มีใบมีดโลหะใดสัมผัสกับแป้ง จึงไม่มีความเสี่ยงที่เศษโลหะจะปนเข้าไปในวัสดุ

เหตุใดโพรงอากาศจึงมีความสำคัญมากกว่าที่เคย

ร้อยละของโพรงอากาศไม่ใช่เพียงตัวชี้วัดที่น่าสนใจเท่านั้นอีกต่อไป
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับยานยนต์กำหนดขีดจำกัดของโพรงอากาศอย่างเข้มงวด เนื่องจากโพรงอากาศเพียงหนึ่งเดียวใต้อุปกรณ์จ่ายกำลังอาจก่อให้เกิดความล้มเหลวจากความร้อน ส่วนอุปกรณ์ทางการแพทย์ไม่อนุญาตให้มีรอยเชื่อมที่ไม่สม่ำเสมอแม้แต่น้อย
เนื่องจากโพรงอากาศมีต้นกำเนิดจากอากาศที่ปนอยู่ในเนื้อครีมบัดกรี การกำจัดอากาศนั้นออกก่อนขั้นตอนการพิมพ์จึงเป็นวิธีป้องกันที่มีต้นทุนต่ำที่สุด — ถูกกว่าการตรวจสอบด้วยเครื่องเอกซเรย์และการปรับปรุงซ้ำหลังการไหลละลายอย่างมาก

SMIDA สนับสนุนกระบวนการครีมบัดกรีอย่างไร

เครื่องผสมแบบดาวเคราะห์-เหวี่ยงของ SMIDA ถูกออกแบบโดยคำนึงถึงพารามิเตอร์ที่สำคัญต่อครีมบัดกรีเป็นหลัก:

• การควบคุมความเร็วตั้งแต่ 200 ถึง 2000 รอบต่อนาที พร้อมการปรับความเร็วของการโคจรและการหมุนแยกจากกัน เพื่อให้ผู้ใช้สามารถปรับแต่งการผสมให้เหมาะสมกับครีมบัดกรีทั้งชนิดละเอียดพิเศษและชนิดมาตรฐานได้
• รุ่นที่ใช้สุญญากาศจนถึง 0.2 กิโลพาสคาล เพื่อกำจัดฟองอากาศขนาดจิ๋วที่การคนแบบปกติไม่สามารถเข้าถึงได้
• รุ่นควบคุมอุณหภูมิ (TTC) ที่รักษาอุณหภูมิได้ตั้งแต่ -15 องศาเซลเซียส ถึง 25 องศาเซลเซียส สำหรับครอบครัวครีมบัดกรีที่ไวต่อการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ
• ถ้วยที่ปิดผนึกแบบไม่มีใบมีด หมายความว่าไม่มีการปนเปื้อนและไม่มีการสูญเสียตัวทำละลาย
• หนึ่งแพลตฟอร์มสำหรับเครื่องขนาดห้องปฏิบัติการ 150 กรัม ไปจนถึงเครื่องผลิตขนาด 100 กิโลกรัมขึ้นไป โดยมีปริมาตรการผสมตั้งแต่ 1 กรัม ไปจนถึง 100 กิโลกรัมขึ้นไป

SMIDA เป็นผู้ผลิตจากเซินเจิ้น มีประสบการณ์มากกว่า 17 ปีด้านการแปรรูปวัสดุ ได้รับการรับรองมาตรฐาน CE, ISO 9001, ISO 14001 และ ISO 45001 และเป็นที่ไว้วางใจของลูกค้ามากกว่า 2,000 รายในกว่า 40 ประเทศ

คำถามที่มักถามบ่อย

ฉันจำเป็นต้องคนวางยาเหนียว (solder paste) ก่อนพิมพ์จริงหรือไม่

ใช่ — เมื่อผงโลหะเชื่อมจมตัวหรือมีอากาศเข้าไปติดอยู่ การพิมพ์โดยไม่ทำการผสมให้สม่ำเสมอและกำจัดฟองอากาศจะส่งข้อบกพร่องเหล่านั้นเข้าไปยังรอยต่อโดยตรง

ความเร็วและเวลาที่ควรใช้กับยาเหนียว (solder paste) คืออะไร

จุดเริ่มต้นทั่วไปคือความเร็ว 1,000 ถึง 2,000 รอบต่อนาที เป็นเวลา 1 ถึง 3 นาที โดยใช้สุญญากาศหากปัญหาฟองอากาศเป็นที่ทราบกันดี
ยืนยันช่วงค่าที่เหมาะสมกับผู้จัดจำหน่ายยาเหนียวของท่าน และกำหนดค่าไว้ให้แน่นอน

เครื่องผสมแบบดาวเคราะห์แบบหมุนเหวี่ยงสามารถจัดการกับขวดวางซอลเดอร์พาสต์ที่บรรจุเต็มได้หรือไม่

ใช่ครับ
เครื่อง SMIDA รองรับถ้วยที่ปิดสนิทได้ตั้งแต่ตัวอย่างในห้องปฏิบัติการขนาด 150 กรัม ไปจนถึงชุดผลิตจำนวนมากกว่า 100 กิโลกรัม ดังนั้นกระบวนการเดียวกันจึงสามารถใช้งานได้ทุกระดับปริมาณ

การผสมทำให้อนุภาคผงซอลเดอร์เสียหายหรือไม่

ไม่ — การผสมไม่ใช้ใบมีด และแรงเฉือนมีความอ่อนโยนและสม่ำเสมอ จึงรักษาขนาดและรูปร่างของอนุภาคผงไว้ได้ครบถ้วน

ข้อสรุป

การผสมและกำจัดฟองอากาศออกจากซอลเดอร์พาสต์คือ 'สวิตช์ที่มองไม่เห็น' ที่ส่งผลโดยตรงต่ออัตราผลผลิตในกระบวนการ SMT
เมื่อปรับตั้งค่าอย่างถูกต้อง ปัญหาเช่นการขาดการเชื่อม การลัดวงจร และโพรงอากาศจะลดลงอย่างชัดเจน แม้ก่อนที่คุณจะปรับแต่งโพรไฟล์การรีโฟลว์เลยทีเดียว
การแข่งขันด้านอัตราผลผลิตมักถูกตัดสินจาก 'สวิตช์ที่มองไม่เห็น' เหล่านี้เอง

ทดลองด้วยซอลเดอร์พาสต์ของคุณเอง
ส่งตัวอย่างซอลเดอร์พาสต์ของคุณไปยังห้องปฏิบัติการ SMIDA เพื่อรับบริการทดสอบการผสมและกำจัดฟองอากาศแบบไม่มีค่าใช้จ่าย
เราจะดำเนินการทดสอบวัสดุของคุณ แล้วส่งผลการวิเคราะห์ปริมาณโพรงอากาศก่อนและหลังการประมวลผลกลับคืนให้คุณ พร้อมแนะนำรุ่นเครื่องที่เหมาะสมที่สุด — ตั้งแต่รุ่นสำหรับห้องปฏิบัติการขนาด 150 กรัม ไปจนถึงเครื่องอุตสาหกรรมแบบความจุสูง — ก่อนที่คุณจะจ่ายเงินแม้เพียงบาทเดียว