คุณภาพการประกอบของ SMT (Surface Mount Technology) เกี่ยวข้องโดยตรงกับการออกแบบแผ่น PCB และอัตราส่วนขนาดของแผ่น PCB มีความสำคัญมาก หากการออกแบบแผ่น PCB ถูกต้อง การจัดวางที่ไม่ถูกต้องเล็กน้อยในระหว่างการวางสามารถแก้ไขได้ในระหว่างกระบวนการบัดกรีแบบรีโฟลว์ (เรียกว่าเอฟเฟกต์การจัดวางด้วยตนเองหรือการแก้ไขด้วยตนเอง) ในทางกลับกัน หากการออกแบบแผ่น PCB ไม่ถูกต้อง การวางตำแหน่งที่แม่นยำแม้เพียงเล็กน้อยก็อาจส่งผลให้เกิดการจัดวางชิ้นส่วนที่ไม่ถูกต้อง สะพานบัดกรี และข้อบกพร่องในการบัดกรีอื่นๆ หลังจากการบัดกรีแบบรีโฟลว์
หลักการพื้นฐานของการออกแบบแผ่น PCB
จากการวิเคราะห์โครงสร้างข้อต่อบัดกรีส่วนประกอบต่างๆ เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือของข้อต่อบัดกรี การออกแบบแผ่น PCB ควรเน้นที่ปัจจัยสำคัญต่อไปนี้:
- สมมาตรแผ่นรองที่ปลายทั้งสองข้างจะต้องสมมาตรเพื่อให้แน่ใจว่าแรงตึงผิวของตะกั่วบัดกรีที่หลอมละลายมีความสมดุล
- ระยะห่างระหว่างแผ่นรอง: ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการทับซ้อนกันอย่างเหมาะสมระหว่างสายนำหรือพินของส่วนประกอบและแผ่นรอง แผ่นรองที่อยู่ห่างกันหรือใกล้กันเกินไปอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องในการบัดกรี
- ขนาดแผ่นที่เหลือ:ขนาดที่เหลือหลังจากที่ส่วนประกอบนำหรือหมุดทับซ้อนกับแผ่นรองจะต้องเพียงพอที่จะให้เกิดการสร้างข้อต่อบัดกรีที่เชื่อถือได้
- ความกว้างของแพด:ความกว้างของแผ่นโดยทั่วไปควรจะตรงกับความกว้างของสายหรือหมุดส่วนประกอบ
ข้อบกพร่องในการบัดกรีที่เกิดจากขนาดแผ่น
ขนาดแผ่นรองที่ไม่สม่ำเสมอ
ขนาดของผ้าอนามัยต้องสม่ำเสมอ และความยาวต้องอยู่ในช่วงที่เหมาะสม ผ้าอนามัยที่สั้นหรือยาวเกินไปอาจทำให้เกิดอาการ “นอนหงาย” (ลุกขึ้นยืน) ขนาดผ้าอนามัยที่ไม่สม่ำเสมอหรือแรงดึงที่ไม่สม่ำเสมอยังอาจทำให้ผ้าอนามัยชิ้นอื่น ๆ ยุบได้เช่นกัน
ความกว้างของแผ่นรองกว้างเกินไปเมื่อเทียบกับตัวนำส่วนประกอบ
การออกแบบแผ่นรองไม่ควรกว้างเกินไปเมื่อเทียบกับส่วนประกอบ แผ่นรองที่มีความกว้างมากกว่าตัวนำส่วนประกอบ 2 มิลก็เพียงพอแล้ว หากแผ่นรองมีความกว้างเกินไป อาจทำให้ส่วนประกอบเคลื่อนตัว จุดบัดกรีเย็น หรือมีการบัดกรีครอบคลุมแผ่นรองไม่เพียงพอ
ความกว้างของแผ่นรองแคบเกินไปเมื่อเทียบกับสายนำส่วนประกอบ
หากความกว้างของแผ่นรองแคบกว่าตัวนำส่วนประกอบ จะทำให้มีพื้นที่สัมผัสระหว่างตัวนำส่วนประกอบและแผ่นรองไม่เพียงพอในระหว่างการวาง SMT ซึ่งอาจทำให้ส่วนประกอบเอียงหรือพลิกคว่ำในระหว่างกระบวนการบัดกรี
ความยาวของแผ่นรองยาวเกินไปเมื่อเทียบกับสายนำส่วนประกอบ
แผ่นรองไม่ควรยาวเกินไปเมื่อเทียบกับสายนำส่วนประกอบ หากแผ่นรองยาวเกินไป การไหลของสารบัดกรีมากเกินไปในระหว่างการบัดกรีแบบรีโฟลว์อาจดึงส่วนประกอบไปด้านใดด้านหนึ่ง ทำให้เกิดการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง
ระยะห่างของแผ่นรองใกล้เกินไป
ปัญหาไฟฟ้าลัดวงจรเนื่องจากระยะห่างระหว่างแผ่นวงจรไม่เพียงพอ มักเกิดขึ้นในแผ่นวงจรไอซี อย่างไรก็ตาม ระยะห่างภายในแผ่นวงจรสำหรับส่วนประกอบอื่นไม่ควรสั้นกว่าระยะห่างระหว่างสายนำของส่วนประกอบมากนัก หากระยะห่างแคบเกินไป อาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรได้เช่นกัน
（pic-การออกแบบแผ่น PCB-4）
ความกว้างของหมุดแพดเล็กเกินไป
ในการวาง SMT หากความกว้างของแผ่นรองเล็กเกินไป อาจทำให้เกิดการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องได้ ตัวอย่างเช่น หากแผ่นรองบางแผ่นมีขนาดเล็กเกินไป หรือบางแผ่นมีขนาดเล็กกว่าแผ่นอื่นๆ อาจทำให้มีการบัดกรีบนแผ่นรองไม่เพียงพอหรือไม่มีเลย ส่งผลให้แรงดึงและการเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนไม่เท่ากัน
กรณีจริงของแผ่นรองขนาดเล็กที่ทำให้ชิ้นส่วนไม่ตรงตำแหน่ง
ขนาดแผ่นวัสดุไม่ตรงกับขนาดบรรจุภัณฑ์ PCB
คำอธิบายปัญหา : ในระหว่างกระบวนการผลิต SMT หลังจากบัดกรีแบบรีโฟลว์แล้ว พบว่าตัวเหนี่ยวนำตัวหนึ่งเลื่อนตำแหน่ง เมื่อตรวจสอบแล้วพบว่าขนาดของแผ่นรองวัสดุ (3.3 x 1 มม.) ไม่ตรงกับขนาดของแผ่นรอง PCB (2.5 x 1.6 มม.) ทำให้วัสดุบิดงอหลังจากบัดกรี
ผลกระทบ : ความไม่เข้ากันดังกล่าวส่งผลให้การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าไม่ดี ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของผลิตภัณฑ์ ในกรณีที่รุนแรง อาจทำให้ผลิตภัณฑ์ไม่สามารถเริ่มต้นทำงานได้
ความเสี่ยงเพิ่มเติม : หากไม่สามารถจัดหาชิ้นส่วนที่มีขนาดแผ่นรองที่เหมาะสมและตรงตามค่าความเหนี่ยวนำและความคลาดเคลื่อนของกระแสไฟฟ้าที่วงจรต้องการได้ อาจมีความเสี่ยงที่จะต้องแก้ไขการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
การตรวจสอบแพดมาตรฐานชิป
สำหรับการตรวจสอบความน่าเชื่อถือของการบัดกรีแพ็คเกจมาตรฐานชิป ควรพิจารณาประเด็นสำคัญสามประการดังต่อไปนี้:
- ความยาวแผ่น
- ความกว้างของแพด
- ระยะห่างระหว่างแผ่นรอง
ปัจจัยทั้งสามประการนี้มีความจำเป็นเพื่อรับประกันว่าสามารถติดตั้งและบัดกรีชิปได้อย่างถูกต้องในระหว่างกระบวนการ SMT
