Component Baking คืออะไร และเหตุใดจึงสำคัญในปี 2025?
ในภูมิทัศน์ห่วงโซ่อุปทานเซมิคอนดักเตอร์ที่ซับซ้อนในปัจจุบัน ผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มักต้องเผชิญกับสถานการณ์ที่พวกเขาต้องใช้ส่วนประกอบที่อยู่ในพื้นที่จัดเก็บระยะยาวหรือแหล่งที่มาจากช่องทางการจัดหาที่หลากหลายนอกเหนือจากความร่วมมือแบบดั้งเดิมของตน สิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่ง เนื่องจากอุตสาหกรรมยังคงดำเนินการขยายความหลากหลายของห่วงโซ่อุปทานต่อไปหลังจากเรียนรู้บทเรียนจากการขาดแคลนในอดีต
เราได้เห็นการสอบถามเกี่ยวกับชิ้นส่วนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเป็นครั้งแรกในปี 2021 ในช่วงที่ทั่วโลกขาดแคลนชิป ซึ่งในขณะนั้นเรากำลังเผชิญกับปัญหาการปิดโรงงานระหว่างการระบาดของโควิด-19 ประกอบกับปัจจัยสำคัญอื่นๆ อีกหลายประการ ได้แก่ ความต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคที่พุ่งสูงขึ้นเนื่องจากการทำงานจากระยะไกลเป็นที่แพร่หลาย สภาพอากาศเลวร้ายที่ส่งผลกระทบต่อโรงงานเซมิคอนดักเตอร์ในเท็กซัส เหตุเพลิงไหม้โรงงานขนาดใหญ่ในโรงงาน Renesas Electronics ของญี่ปุ่น และความต้องการที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนจากภาคยานยนต์เนื่องจากผู้ผลิตรถยนต์ต่างรีบเร่งจัดหาชิ้นส่วนหลังจากยกเลิกคำสั่งซื้อในช่วงแรกของการระบาดใหญ่
สถานการณ์มีความซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากความตึงเครียดทางภูมิรัฐศาสตร์ที่ส่งผลกระทบต่อห่วงโซ่อุปทานของเซมิคอนดักเตอร์ โดยเฉพาะระหว่างสหรัฐอเมริกาและจีน ส่งผลให้ผู้ผลิตหลายรายกักตุนส่วนประกอบไว้ทุกครั้งที่มีพร้อม โดยมักจะไม่มีสถานที่จัดเก็บที่ไวต่อความชื้นที่เหมาะสม
ทำไมส่วนประกอบจึงต้องผ่านการอบ?
วงจรรวม (IC) ทั้งหมดอาจได้รับความชื้นหากปล่อยทิ้งไว้ในสภาพแวดล้อมโดยรอบ คุณอาจสงสัยว่าทำไมถึงเป็นปัญหาดังกล่าว… จะแย่แค่ไหนหากชิ้นส่วนได้รับความชื้นเพียงเล็กน้อย และจะส่งผลต่อการทำงานของอุปกรณ์ได้อย่างไร ในความเป็นจริง ก่อนที่เราจะพิจารณาถึงผลกระทบต่อการทำงานของอุปกรณ์ที่สัมผัสกับความชื้นภายในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป เราต้องย้อนกลับไปพิจารณาปัญหาร้ายแรงที่ความชื้นที่ดูดซับเข้าไปอาจทำให้เกิดขึ้นได้ในระหว่างกระบวนการที่เรียกว่าการรีโฟลว์ในการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCBA)
Reflow คืออะไร?
การบัดกรีแบบรีโฟลว์เป็นกระบวนการบัดกรีโดยวางส่วนประกอบต่างๆ ลงบน PCB โดยมีชั้นบางๆ ของน้ำยาบัดกรีอยู่ระหว่างส่วนประกอบและบอร์ด โดยทำการให้ความร้อนกับส่วนประกอบทั้งหมดอย่างรวดเร็วเพื่อให้สารบัดกรีละลายและสร้างจุดเชื่อมที่เหมาะสมระหว่างส่วนประกอบและบอร์ด
เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากในการยึดส่วนประกอบเข้ากับ PCB แต่มีตัวแปรหลายอย่างที่ต้องมีการคำนวณที่ซับซ้อน เช่น ความเร็วของสาย ขนาดเตาอบ ความหนาของ PCB และจำนวนชั้น ขั้นตอนเหล่านี้มีความสำคัญในการรับรองว่าทั้งชิปและ PCB จะไม่สัมผัสกับอุณหภูมิที่มากเกินไป ซึ่งจะทำให้เกิดปัญหาที่ไม่ได้รับการสังเกตจนกระทั่งขั้นตอนการผลิตในภายหลัง ซึ่งอาจจะสายเกินไปที่จะแก้ไข
จะเกิดอะไรขึ้นกับวงจรเมื่อมีส่วนประกอบที่เปิดเผยในระหว่างการ Reflow?
เนื่องจากส่วนประกอบที่ติดตั้งไว้ได้รับการอุ่นล่วงหน้าก่อนกระบวนการรีโฟลว์ อุณหภูมิจึงเพิ่มขึ้นในอัตราประมาณ 2°C ต่อวินาที อุณหภูมิในการแช่และรีโฟลว์จะอยู่ที่ประมาณ 220°C (430°F) โดยอุณหภูมิสูงสุดจะอยู่ระหว่าง 240 – 250°C (460 – 480°F) เป็นระยะเวลา 40 ถึง 80 วินาที
ในระหว่างกระบวนการนี้ ความชื้นที่มีอยู่ในส่วนประกอบจะเปลี่ยนเป็นไอน้ำอย่างรวดเร็วและทำให้ส่วนประกอบระเบิด บางครั้งความเสียหายอาจมองเห็นได้เป็นรอยแตกร้าวและบรรจุภัณฑ์ที่แตก แต่ในบางกรณี จำเป็นต้องตรวจสอบด้วยเอ็กซ์เรย์เพื่อตรวจสอบความเสียหายของส่วนประกอบ เนื่องจากไม่ชัดเจนนัก
เอฟเฟกต์นี้มักเรียกว่า “ ป๊อปคอร์น ” และไม่สามารถตรวจจับได้ในระหว่างกระบวนการประกอบเสมอไป
จะป้องกันป๊อปคอร์นได้อย่างไร?
เพื่อหลีกเลี่ยงการพองตัวในระหว่างกระบวนการรีโฟลว์ ส่วนประกอบต่างๆ จำเป็นต้องอบในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมเพื่อให้ความชื้นระเหยออกไปอย่างช้าๆ และสม่ำเสมอ
ที่ EPS เรามีเตาอบที่ควบคุมด้วยซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ ซึ่งมีฟังก์ชันต่างๆ มากมาย ตั้งแต่การควบคุมอุณหภูมิและเวลาที่ส่วนประกอบต่างๆ ได้รับความร้อน ไปจนถึงข้อกำหนดเฉพาะสำหรับส่วนประกอบที่บอบบางและยากต่อการจัดการ ซึ่งอุณหภูมิจะต้องเพิ่มขึ้นทีละน้อยในระหว่างกระบวนการอบ วิธีนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าส่วนประกอบต่างๆ ของคุณจะไม่ถูกทำให้เครียด ส่วนประกอบต่างๆ จะถูกส่งคืนให้คุณในบรรจุภัณฑ์ที่คุณต้องการ (เช่น ในม้วนหรือในถาด) โดยบรรจุในถุงแห้งอย่างเหมาะสม
ถุงกั้นความชื้นพร้อมตัวบ่งชี้ความชื้นและสารดูดความชื้นรวมอยู่ด้วย
จะเกิดอะไรขึ้นถ้าส่วนประกอบของฉันถูกม้วน?
ไม่มีปัญหา ด้วยการใช้ตัวจัดการอัตโนมัติของเรา เราจึงสามารถถอดม้วนอุปกรณ์ของคุณออกและวางลงในถาดก่อนขั้นตอนการอบ จากนั้นจึงติดเทปและม้วนเมื่อเสร็จสิ้น ด้วยการขาดแคลนชิปทั่วโลกซึ่งส่งผลกระทบต่อทุกคน ตั้งแต่ผู้ผลิตพีซีไปจนถึงอุตสาหกรรมยานยนต์ เราจึงประสบกับความต้องการการอบและการเขียนโปรแกรมส่วนประกอบใหม่จำนวนมากในขณะที่บริษัท PCBA ดิ้นรนเพื่อตอบสนองต่อพันธกรณีในการสร้าง
เติมชีวิตชีวาให้กับส่วนประกอบต่างๆ
วิกฤตการณ์ชิปทั่วโลกเกิดขึ้นจากหลายสาเหตุ โดยสาเหตุหลักๆ มาจากการระบาดใหญ่ของโควิด-19 ที่ทำให้โรงงานต่างๆ ต้องปิดประตูในช่วงที่มีการล็อกดาวน์ รวมถึงความต้องการเทคโนโลยีที่เพิ่มมากขึ้น เนื่องจากผู้คนทำงาน จับจ่าย ซื้อของ เรียนรู้ และสนุกสนานจากที่บ้าน ซึ่งทำให้เกิดวิกฤตการณ์ชิป
โชคไม่ดีที่การแก้ไขปัญหาเหล่านี้ด้วยวิธีแก้ไขด่วนนั้นอยู่นอกเหนือการควบคุมของคุณ แต่คุณจะทำอย่างไรเพื่อให้สายการผลิตของคุณเดินหน้าต่อไปได้อีกครั้ง ติดต่อเราได้ตั้งแต่วันนี้ เราจะคืนชีพส่วนประกอบที่อยู่นอกรหัสวันที่ 24 เดือนหรือที่คุณได้มาจากผู้จัดจำหน่ายรายอื่นได้อีกครั้ง โดยการอบส่วนประกอบเหล่านี้ในเตาอบที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวดของเรา (และตั้งโปรแกรมอุปกรณ์ใหม่หากจำเป็น) เราสามารถช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงการหยุดทำงานของสายการผลิตบางส่วนที่อาจส่งผลกระทบต่อธุรกิจของคุณได้
*ในบทความนี้ เราจะใช้คำว่า ชิป, ส่วนประกอบ, IC และอุปกรณ์ สลับกันตามปกติ!
เกี่ยวกับ Ciara McCarthy
ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายการตลาด
