בתהליך המזעור והסיבוך של מכשירים אלקטרוניים מודרניים, PCB (לוח מעגלים מודפס) ממלא תפקיד מכריע. כגשר בין רכיבים אלקטרוניים, PCB מבטיח שידור יעיל של אותות ואספקת חשמל יציבה. עם זאת, במהלך תהליך הייצור המדויק והמורכב שלו, מתרחשים מעת לעת פגמים שונים המשפיעים על הביצועים והאמינות של המוצרים. מאמר זה ידון איתך בסוגי הליקויים הנפוצים של לוחות PCB והסיבות מאחוריהם, ויספק מדריך "בדיקת בריאות" מפורט לתכנון וייצור של מוצרים אלקטרוניים.

1. קצר חשמלי ומעגל פתוח

ניתוח סיבה:

שגיאות עיצוב: רשלנות במהלך שלב התכנון, כגון מרווחי ניתוב הדוקים או בעיות יישור בין שכבות, עלולה להוביל לקצרים או לפתיחה.

תהליך ייצור: תחריט לא שלם, סטיית קידוח או התנגדות הלחמה שנותרה על הרפידה עלולים לגרום לקצר חשמלי או מעגל פתוח.

2. פגמים במסכת הלחמה

ניתוח סיבה:

ציפוי לא אחיד: אם הלחמה מתפזרת בצורה לא אחידה במהלך תהליך הציפוי, נייר הנחושת עלול להיחשף, מה שמגביר את הסיכון לקצר חשמלי.

אשפרה לקויה: שליטה לא נכונה על טמפרטורת האפייה או זמן האפייה גורמת לכך שההלחמה לא מצליחה להתרפא במלואה, מה שמשפיע על ההגנה והעמידות שלה.

3. הדפסת משי פגומה

ניתוח סיבה:

דיוק הדפסה: לציוד הדפסת המסך יש דיוק לא מספיק או פעולה לא תקינה, וכתוצאה מכך תווים מטושטשים, חסרים או מוסטים.

בעיות באיכות הדיו: שימוש בדיו נחות או תאימות לקויה בין הדיו לצלחת משפיעים על הבהירות וההדבקה של הלוגו.

4. פגמי חורים

ניתוח סיבה:

סטיית קידוח: בלאי מקדח או מיקום לא מדויק גורם לקוטר החור להיות גדול יותר או לסטות מהמיקום המתוכנן.

הסרת דבק לא מלאה: השרף שנשאר לאחר הקידוח אינו מוסר לחלוטין, מה שישפיע על איכות הריתוך והביצועים החשמליים הבאים.

5. הפרדת בין שכבות והקצפה

ניתוח סיבה:

לחץ תרמי: הטמפרטורה הגבוהה במהלך תהליך ההלחמה מחדש עלולה לגרום לחוסר התאמה במקדמי ההתפשטות בין חומרים שונים, ולגרום להפרדה בין שכבות.

חדירת לחות: PCBs אפויים מעט סופגים לחות לפני ההרכבה, יוצרים בועות קיטור במהלך ההלחמה, וגורמים לשלפוחיות פנימיות.

6. ציפוי לקוי

ניתוח סיבה:

ציפוי לא אחיד: חלוקה לא אחידה של צפיפות הזרם או הרכב לא יציב של תמיסת הציפוי גורמת לעובי לא אחיד של שכבת ציפוי הנחושת, המשפיעה על המוליכות וההלחמה.

זיהום: יותר מדי זיהומים בתמיסת הציפוי משפיעים על איכות הציפוי ואף מייצרים חרירים או משטחים מחוספסים.

אסטרטגיית פתרון:

בתגובה לליקויים הנ"ל, האמצעים שננקטו כוללים בין היתר:

עיצוב אופטימלי: השתמש בתוכנת CAD מתקדמת לעיצוב מדויק ועבור סקירת DFM (Design for Manufacturability) קפדנית.

שפר את בקרת התהליך: חיזוק הניטור במהלך תהליך הייצור, כגון שימוש בציוד בעל דיוק גבוה ובקרה קפדנית על פרמטרי תהליך.

בחירת חומרים וניהולם: בחרו חומרי גלם איכותיים והבטיחו תנאי אחסון טובים כדי למנוע מהחומרים להירטב או להתקלקל.

בדיקת איכות: הטמעת מערכת בקרת איכות מקיפה הכוללת AOI (בדיקה אופטית אוטומטית), בדיקת רנטגן ועוד, לאיתור ותיקון ליקויים בזמן.

על ידי הבנה מעמיקה של פגמים נפוצים במעגלי PCB והגורמים להם, היצרנים יכולים לנקוט באמצעים יעילים כדי למנוע בעיות אלה, ובכך לשפר את תפוקת המוצר ולהבטיח את האיכות והאמינות הגבוהה של ציוד אלקטרוני. עם התקדמות מתמשכת של הטכנולוגיה, ישנם אתגרים רבים בתחום ייצור ה-PCB, אך באמצעות ניהול מדעי וחדשנות טכנולוגית, מתגברים על בעיות אלו אחת לאחת.