การศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในกระบวนการทำความสะอาดพื้นผิววงจรยืดหยุ่นด้วยพลาสมาOptimization of Surface Cleaning Process for Flexible Printed Circuit Substrates Using Plasma

Abstract

วงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่นเป็นชิ้นส่วนประกอบหลักของหน้าจอแบบสัมผัสของโทรศัพท์มือถือในปัจจุบัน ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่ต้องควบคุมคุณภาพไม่ให้เกิดฝ่นุ ละอองจับบนพื้นผิววงจร การทำความสะอาดพื้นผิววงจรด้วยพลาสมาเป็นวิธีการหนึ่งที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดฝุ่นละอองขนาดเล็กบนผิวชิ้นงานได้ดี อย่างไรก็ตามการปรับตั้งสภาวะในการทำความสะอาดที่ไม่เหมาะสมทำให้ผิวชิ้นงานเกิดการไหม้ได้ ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงนำเสนอการประยุกต์ใช้เทคนิคการออกแบบการทดลองเพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในกระบวนการทำความสะอาดพื้นผิววงจรยืดหยุ่นด้วยพลาสมา โดยปัจจัยที่ใช้ในการทดลอง ได้แก่ ปริมาณก๊าซอาร์กอน กำลังของคลื่นวิทยุ และระยะเวลาในการพลาสมา และมีตัวแปรตอบสนองคือ ค่ามุมสัมผัสของหยดน้ำบนผิวชิ้นงาน จากผลการทดลองที่ได้พบว่า สภาวะที่เหมาะสมในกระบวนการทำความสะอาดด้วยพลาสมา คือ ปริมาณก๊าซอาร์กอนเท่ากับ 8 ลูกบาศก์เดซิเมตรต่อนาที กำลังของคลื่นวิทยุเท่ากับ 140 วัตต์ และความเร็วในการพลาสมาเท่ากับ 35 มิลลิเมตรต่อวินาที ด้วยการใช้สภาวะในการทำความสะอาดนี้ ค่ามุมสัมผัสที่ได้มีค่าอยู่ระหว่าง 10 ถึง 30 องศา ซึ่งเป็นช่วงที่ไม่ทำให้เกิดชิ้นงานไหม้ และเมื่อนำสภาวะในการทำความสะอาดนี้ไปประยุกต์ใช้ในสายการผลิตจริงพบว่า สามารถลดตำหนิประเภทชิ้นงานไหม้ลงจากเดิม 24.8% เหลือเพียง 3.21% ของ 3 ล้านชิ้นที่ผลิตได้ต่อเดือน หรือลดลงจาก 744,000 ชิ้น เหลือ 96,300 ชิ้น

Flexible printed circuits are currently a key component of touch screen panels for mobile phones. The parts need a strict quality control to prevent dust from covering the circuit surface. Plasma cleaning of electronic circuits is an effective method to clean off small dust particles from the work surface. However, the improper setup of plasma cleaning process can lead to the burnt surface as a result. Hence, this research applies a technique of experimental design to determine an optimal condition of plasma cleaning process for flexible printed circuit substrates. Factors examined in the experiments were the amount of argon, power of radio frequency and speed of plasma cleaning. A response variable was the contact angle of deionized liquid on the workpiece surface. According to the experimental results, the optimal cleaning condition comprised of using 8 dm3/min argon gas, 140 W radio frequency and 35 mm/s cleaning speed. By using this condition, the contact angle was in the range of 10 to 30 degrees, which caused no burning on the workpiece surface. After applying such condition to a production line, the burning defect can be reduced from 24.8% to 3.21% of 3 million parts produced per month, which is equivalent to the reducing of 744,000 to 96,300 defectives found monthly.