SMT Defects: 15 ปัญหาที่พบบ่อยและวิธีแก้ไข [คู่มือ 2024]

# SMT Defects: 15 ปัญหาที่พบบ่อยและวิธีแก้ไข

การประกอบ SMT (Surface Mount Technology) มีความซับซ้อนหลายขั้นตอน ปัญหาอาจเกิดได้ทุกจุด บทความนี้รวบรวม 15 ปัญหาที่พบบ่อยที่สุดพร้อมแนวทางแก้ไข

---

สารบัญ

1. ภาพรวม SMT Process
2. Tombstoning
3. Solder Bridging
4. Solder Balls
5. Cold Solder Joints
6. Insufficient Solder
7. Excess Solder
8. Head-in-Pillow (HiP)
9. Voiding
10. Component Misalignment
11. Lifted Leads
12. Solder Wicking
13. Tombstoning - QFN/BGA
14. PCB Warpage
15. Component Cracking
16. Contamination

---

ภาพรวม SMT Process {#overview}

ขั้นตอนที่อาจเกิดปัญหา

```

SMT Process Flow & Defect Origins

═══════════════════════════════════════════════════════════

Step 1: Solder Paste Printing

├── Defects: Insufficient, excess, bridging

├── Causes: Stencil, squeegee, paste

└── Detection: SPI (Solder Paste Inspection)

│

▼

Step 2: Component Placement

├── Defects: Misalignment, missing, wrong part

├── Causes: Feeder, nozzle, programming

└── Detection: Pre-reflow AOI

│

▼

Step 3: Reflow Soldering

├── Defects: Tombstone, cold, voids, HiP

├── Causes: Profile, paste, component

└── Detection: Post-reflow AOI, X-ray

│

▼

Step 4: Inspection & Test

├── Methods: AOI, X-ray, ICT, FCT

├── Rework: Manual touch-up

└── Final: Visual inspection

═══════════════════════════════════════════════════════════

```

สถิติ Defects ที่พบบ่อย

> มุมมองผู้เชี่ยวชาญ: "80% ของ SMT defects มาจาก solder paste printing ถ้าควบคุม printing process ได้ดี จะลดปัญหาได้เกือบทั้งหมด" — Hommer Zhao, PCB Thailand

---

1. Tombstoning (Manhattan Effect) {#tombstoning}

ลักษณะปัญหา

Component ตั้งขึ้นข้างหนึ่ง เหมือนหินสุสาน

```

Tombstoning Illustration

═══════════════════════════════════════════════════════════

Normal: Tombstone:

┌─────────┐ ┌─────┐

│Component│ │ │

└────┬────┘ │Comp │

███ │ │ ←─ Standing up

═════╧═════ ══════┴═════

Cause: Unequal solder paste melting/wetting

═══════════════════════════════════════════════════════════

```

สาเหตุและวิธีแก้ไข

Prevention

• ใช้ pad design ที่สมมาตร
• ตรวจสอบ paste volume ด้วย SPI
• ปรับ reflow profile ให้ค่อยๆ ร้อน
• เลือก component คุณภาพดี

---

2. Solder Bridging {#bridging}

ลักษณะปัญหา

บัดกรีเชื่อมระหว่าง pad/pin ที่ไม่ควรเชื่อม

```

Solder Bridge Illustration

═══════════════════════════════════════════════════════════

Normal IC pins: Bridged pins:

│ │ │ │ │ │ │ │

▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼

═╧═╧═╧═╧═ ═╧═══╧═╧═╧═ ←─ Bridge!

│ │ │ │ │ │ │

Fine pitch vulnerable:

├── 0.5mm pitch: High risk

├── 0.4mm pitch: Very high risk

└── 0.3mm pitch: Extreme risk

═══════════════════════════════════════════════════════════

```

สาเหตุและวิธีแก้ไข

สถิติสาเหตุ

```

Solder Bridge Root Causes

═══════════════════════════════════════════════════════════

┌────────────────────────────────┐

Stencil Issues │████████████████████████████ │ 45%

└────────────────────────────────┘

┌─────────────────────┐

Excess Paste │██████████████████ │ 30%

└─────────────────────┘

┌──────────────┐

Placement │████████████ │ 15%

└──────────────┘

┌───────┐

Other │██████ │ 10%

└───────┘

═══════════════════════════════════════════════════════════

```

---

3. Solder Balls {#solder-balls}

ลักษณะปัญหา

ลูกบัดกรีเล็กๆ กระจายบนบอร์ด

Classification (IPC-A-610)

สาเหตุและวิธีแก้ไข

---

4. Cold Solder Joints {#cold-solder}

ลักษณะปัญหา

รอยบัดกรีผิวหยาบ ไม่เงา ไม่แข็งแรง

```

Cold Solder Joint Identification

═══════════════════════════════════════════════════════════

Good Joint: Cold Joint:

┌───┐ ┌───┐

│ │ │ │

└─┬─┘ └─┬─┘

╲ ███ ╱ ←─ Shiny, ╲▓░░▓╱ ←─ Grainy,

═════ smooth ═════ rough

concave irregular

Visual Indicators:

├── Dull/grainy surface

├── Irregular shape

├── Poor wetting

├── Visible grains

└── Rough texture

═══════════════════════════════════════════════════════════

```

สาเหตุหลัก

Reflow Profile Check

```

Reflow Profile Parameters

═══════════════════════════════════════════════════════════

Temperature (°C)

^

260 ┤ ╭──╮ ←─ Peak: 245-250°C (Lead-free)

240 ┤ ╭─╯ ╰─╮

220 ┤ ╭──╯ ╰──╮ TAL: 60-90 sec

200 ┤ ╭──╯ ╰──╮

180 ┤ ╭──╯ ╰──╮

160 ┤ ╭──╯ Soak Zone ╰──╮

140 ┤ ╭──╯ 150-200°C ╰──╮

120 ┤╭──╯ 60-120 sec ╰─╮

100 ┼──────────────────────────────────────────────►

0 60 120 180 240 300 360 420 Time(s)

└─────────┴─────────┴────────┴──────────────┘

Preheat Soak Reflow Cooling

═══════════════════════════════════════════════════════════

```

---

5. Insufficient Solder {#insufficient}

ลักษณะและมาตรฐาน

สาเหตุและแก้ไข

---

6. Head-in-Pillow (HiP) {#hip}

ลักษณะปัญหา

BGA ball ไม่เชื่อมกับ paste อย่างสมบูรณ์

```

Head-in-Pillow Defect

═══════════════════════════════════════════════════════════

Normal BGA Joint: Head-in-Pillow:

┌───┐ ┌───┐

│BGA│ │BGA│

└─┬─┘ └─┬─┘

│ │

(●) ←─ Good (●) ←─ Ball

▼ collapse │

═══ (●) ←─ Paste (not fused)

PCB ═══

PCB

Characteristics:

├── Ball and paste don't fully merge

├── Appears normal visually

├── X-ray shows gap/interface

├── Intermittent connection

└── Fails under stress

═══════════════════════════════════════════════════════════

```

สาเหตุ

Detection & Solution

• Detection: X-ray inspection, dye & pry
• Solution:

- ลด warpage (profile optimization)

- ใช้ N2 reflow

- ตรวจสอบ component storage

---

7. Voiding {#voiding}

ปัญหา Voids

Voids (โพรงอากาศ) ในรอยบัดกรี ลด thermal/electrical conductivity

```

Voiding in Solder Joints

═══════════════════════════════════════════════════════════

Cross-section View:

Good Joint: Voided Joint:

┌─────────┐ ┌─────────┐

│Component│ │Component│

└────┬────┘ └────┬────┘

██████ ←─ Solid ██○██ ←─ Voids (○)

██████ ○███○

═══════════ ═══════════

X-ray View (BGA):

┌─────────────────────┐

│ ● ● ● ● ● ● ● ● ● │ ←─ Good balls

│ ●◐● ● ● ● ●◐● ● │ ←─ ◐ = Voided

│ ● ● ● ● ● ● ● ● ● │

└─────────────────────┘

═══════════════════════════════════════════════════════════

```

IPC Voiding Limits

สาเหตุและแก้ไข

---

8-15. ปัญหาอื่นๆ (สรุป)

ตารางสรุปปัญหา 8-15

---

การตรวจจับและป้องกัน

Inspection Methods

```

Inspection Coverage by Method

═══════════════════════════════════════════════════════════

Defect Type │ Visual │ AOI │ X-ray │ ICT │

───────────────────┼────────┼───────┼───────┼───────┤

Solder Bridge │ ● │ ● │ ● │ ● │

Tombstone │ ● │ ● │ ○ │ ◐ │

Missing Component │ ● │ ● │ ○ │ ● │

Polarity Error │ ◐ │ ● │ ○ │ ● │

Cold Solder │ ● │ ◐ │ ◐ │ ◐ │

BGA Voids │ ○ │ ○ │ ● │ ○ │

Head-in-Pillow │ ○ │ ○ │ ● │ ◐ │

Internal Shorts │ ○ │ ○ │ ● │ ● │

● = Full detection ◐ = Partial ○ = Cannot detect

═══════════════════════════════════════════════════════════

```

Prevention Strategy

---

คำถามที่พบบ่อย

Q1: ต้องใช้ X-ray ทุก board ไหม?

A: ไม่จำเป็น:

• Mandatory: Medical, Aerospace Class 3
• Sampling: High-rel industrial
• When needed: BGA rework verification

Q2: Defect rate ที่ยอมรับได้คือเท่าไร?

A: ขึ้นกับ Class:

• Class 1: 500-1000 DPMO
• Class 2: 100-500 DPMO
• Class 3: <50 DPMO

Q3: Rework ได้กี่ครั้ง?

A: ตาม IPC-7711/7721:

• Class 1: ไม่จำกัด (if acceptable)
• Class 2: 2-3 ครั้ง recommended
• Class 3: ต้อง document ทุกครั้ง

---

บทสรุป

> สรุปจากผู้เชี่ยวชาญ: "ปัญหา SMT ส่วนใหญ่ป้องกันได้ โดย focus ที่ 3 เรื่องหลัก: solder paste control, reflow profile optimization, และ proper DFM design การลงทุนใน SPI (Solder Paste Inspection) คุ้มค่าที่สุดเพราะจับปัญหาได้ตั้งแต่ต้น" — Hommer Zhao

---

บริการของเรา

PCB Thailand มี SMT Assembly ที่มีระบบ QC ครบถ้วน:

• SMT Assembly - Inline SPI, AOI, X-ray
• Through-Hole - Selective + Wave soldering
• Turnkey - Full service with testing

ติดต่อเรา สำหรับ defect-free manufacturing

---

บทความที่เกี่ยวข้อง

• SMT vs Through-Hole
• IPC Standards ครบทุกมาตรฐาน
• DFM คืออะไร?
• Reflow vs Wave Soldering

---

เอกสารอ้างอิง

1. IPC-A-610H Acceptability of Electronic Assemblies
2. IPC-J-STD-001H Soldering Requirements
3. IPC-7711/7721 Rework & Repair
4. SMTA Surface Mount Technology Association Resources