לא משנה איזה סוג של לוח מעגלים מודפס צריך לבנות או באיזה סוג של ציוד משתמשים, ה-PCB חייב לעבוד כמו שצריך. זהו המפתח לביצועים של מוצרים רבים, ותקלות עלולות לגרום לתוצאות חמורות.

בדיקת ה-PCB במהלך תהליך התכנון, הייצור וההרכבה חיונית כדי להבטיח שהמוצר עומד בתקני האיכות ומתפקד כמצופה. כיום, PCBs מורכבים מאוד. למרות שהמורכבות הזו מספקת מקום לתכונות חדשות רבות, היא גם מביאה לסיכון גדול יותר לכישלון. עם התפתחות ה-PCB, טכנולוגיית הבדיקה והטכנולוגיה המשמשת להבטחת איכותו הופכות יותר ויותר מתקדמות.

בחר את טכנולוגיית הזיהוי הנכונה באמצעות סוג ה-PCB, השלבים הנוכחיים בתהליך הייצור והתקלות לבדיקה. פיתוח תוכנית בדיקה ובדיקה נכונה היא חיונית כדי להבטיח מוצרים באיכות גבוהה.

1
●
למה אנחנו צריכים לבדוק את ה-PCB?
בדיקה היא שלב מרכזי בכל תהליכי ייצור PCB. זה יכול לזהות פגמים ב-PCB כדי לתקן אותם ולשפר את הביצועים הכוללים.

בדיקה של ה-PCB יכולה לגלות כל ליקוי שעלול להתרחש במהלך תהליך הייצור או ההרכבה. זה גם יכול לעזור לחשוף את כל הפגמים העיצוביים שעשויים להתקיים. בדיקת ה-PCB לאחר כל שלב בתהליך יכולה למצוא פגמים לפני הכניסה לשלב הבא, ובכך להימנע מבזבוז זמן וכסף נוסף על קניית מוצרים פגומים. זה גם יכול לעזור למצוא פגמים חד פעמיים המשפיעים על PCB אחד או יותר. תהליך זה עוזר להבטיח עקביות של איכות בין המעגל למוצר הסופי.

ללא נהלי בדיקת PCB נאותים, מעגלים פגומים עשויים להימסר ללקוחות. אם הלקוח יקבל מוצר פגום, היצרן עלול לסבול הפסדים עקב תשלומי אחריות או החזרות. לקוחות גם יאבדו את האמון בחברה, ובכך יפגעו במוניטין התאגיד. אם לקוחות מעבירים את העסק שלהם למיקומים אחרים, מצב זה עלול להוביל להחמצת הזדמנויות.

במקרה הגרוע ביותר, אם נעשה שימוש ב-PCB פגום במוצרים כמו ציוד רפואי או חלקי רכב, זה עלול לגרום לפציעה או למוות. בעיות כאלה עלולות להוביל לאובדן מוניטין חמור ולמשפטים יקרים.

בדיקת PCB יכולה גם לעזור לשפר את כל תהליך הייצור של PCB. אם נמצא פגם לעיתים קרובות, ניתן לנקוט באמצעים בתהליך לתיקון הפגם.

שיטת בדיקת מכלול המעגלים המודפסים
מהי בדיקת PCB? כדי להבטיח שה-PCB יכול לפעול כמצופה, על היצרן לוודא שכל הרכיבים מורכבים כהלכה. זה מושג באמצעות סדרה של טכניקות, מבדיקה ידנית פשוטה ועד בדיקה אוטומטית באמצעות ציוד מתקדם לבדיקת PCB.

בדיקה ויזואלית ידנית היא נקודת התחלה טובה. עבור PCB פשוטים יחסית, ייתכן שתצטרך רק אותם.
בדיקה ויזואלית ידנית:
הצורה הפשוטה ביותר של בדיקת PCB היא בדיקה ויזואלית ידנית (MVI). כדי לבצע בדיקות כאלה, עובדים יכולים לצפות בלוח בעין בלתי מזוינת או להגדיל. הם ישוו את הלוח עם מסמך העיצוב כדי להבטיח שכל המפרטים מתקיימים. הם גם יחפשו ערכי ברירת מחדל נפוצים. סוג הפגם שהם מחפשים תלוי בסוג המעגל והרכיבים שעליו.

כדאי לבצע MVI כמעט אחרי כל שלב בתהליך ייצור ה-PCB (כולל הרכבה).

המפקח בודק כמעט כל היבט של המעגל ומחפש פגמים נפוצים שונים בכל היבט. רשימת בדיקה טיפוסית לבדיקת PCB עשויה לכלול את הדברים הבאים:
ודא שהעובי של לוח המעגלים נכון, ובדוק את חספוס פני השטח ואת העיוות.
בדקו האם גודל הרכיב עומד במפרט, ושימו לב במיוחד לגודל הקשור למחבר החשמלי.
בדוק את התקינות והבהירות של התבנית המוליכה, ובדוק אם קיימים גשרי הלחמה, מעגלים פתוחים, חריצים וחללים.
בדוק את איכות פני השטח ולאחר מכן בדוק אם יש שקעים, שקעים, שריטות, חורים ופגמים אחרים על עקבות ורפידות מודפסות.
ודא שכל החורים האמצעיים נמצאים במיקום הנכון. ודא שאין השמטות או חורים לא תקינים, הקוטר תואם את מפרטי העיצוב, ואין רווחים או קשרים.
בדוק את המוצקות, החספוס והבהירות של לוחית הגיבוי, ובדוק אם יש פגמים מורמים.
הערכת איכות הציפוי. בדוק את צבע שטף הציפוי, והאם הוא אחיד, יציב ובמיקום הנכון.

בהשוואה לסוגים אחרים של בדיקות, ל-MVI מספר יתרונות. בגלל הפשטות שלו, הוא זול. למעט הגברה אפשרית, אין צורך בציוד מיוחד. גם את הבדיקות הללו ניתן לבצע במהירות רבה, וניתן להוסיף אותן בקלות לסוף כל תהליך.

כדי לבצע בדיקות כאלה, הדבר היחיד שצריך הוא למצוא צוות מקצועי. אם יש לך את המומחיות הדרושה, טכניקה זו עשויה להיות מועילה. עם זאת, חיוני שהעובדים יוכלו להשתמש במפרטי עיצוב ולדעת אילו פגמים יש לציין.

הפונקציונליות של שיטת בדיקה זו מוגבלת. היא אינה יכולה לבדוק רכיבים שאינם בטווח הראייה של העובד. כך למשל, לא ניתן לבדוק חיבורי הלחמה נסתרים בצורה זו. העובדים עלולים גם לפספס כמה ליקויים, במיוחד ליקויים קטנים. שימוש בשיטה זו לבדיקת לוחות מעגלים מורכבים עם הרבה רכיבים קטנים הוא מאתגר במיוחד.

בדיקה אופטית אוטומטית:
אתה יכול גם להשתמש במכונת בדיקת PCB לבדיקה ויזואלית. שיטה זו נקראת בדיקה אופטית אוטומטית (AOI).

מערכות AOI משתמשות במספר מקורות אור ומצלמות נייחות אחת או יותר לבדיקה. מקור האור מאיר את לוח ה-PCB מכל הזוויות. לאחר מכן, המצלמה מצלמת תמונת סטילס או וידאו של המעגל ומרכיבה אותו כדי ליצור תמונה מלאה של המכשיר. לאחר מכן, המערכת משווה את התמונות שצולמו עם מידע על מראה הלוח ממפרטי עיצוב או יחידות שלמות מאושרות.

ציוד AOI 2D וגם 3D זמין. מכונת AOI 2D משתמשת באורות צבעוניים ובמצלמות צד ממספר זוויות כדי לבדוק רכיבים שגובהם מושפע. ציוד AOI 3D הוא חדש יחסית ויכול למדוד את גובה הרכיבים במהירות ובדייקנות.

AOI יכול למצוא רבים מאותם פגמים כמו MVI, כולל גושים, שריטות, מעגלים פתוחים, דילול הלחמה, רכיבים חסרים וכו'.

AOI היא טכנולוגיה בוגרת ומדויקת שיכולה לזהות תקלות רבות ב-PCB. זה מאוד שימושי בשלבים רבים של תהליך ייצור PCB. זה גם מהיר יותר מ-MVI ומבטל את האפשרות לטעות אנוש. כמו MVI, לא ניתן להשתמש בו כדי לבדוק רכיבים מחוץ לטווח הראייה, כגון חיבורים מוסתרים מתחת למערכי רשת כדוריים (BGA) וסוגים אחרים של אריזה. ייתכן שהדבר לא יהיה יעיל עבור PCBs עם ריכוזי רכיבים גבוהים, מכיוון שחלק מהרכיבים עשויים להיות מוסתרים או מעורפלים.
מדידת בדיקת לייזר אוטומטית:
שיטה נוספת לבדיקת PCB היא מדידת בדיקת לייזר אוטומטית (ALT). אתה יכול להשתמש ב-ALT כדי למדוד את גודל חיבורי הלחמה ומשקעי הלחמה ואת ההחזרה של רכיבים שונים.

מערכת ALT משתמשת בלייזר כדי לסרוק ולמדוד רכיבי PCB. כאשר האור משתקף ממרכיבי הלוח, המערכת משתמשת במיקום האור כדי לקבוע את גובהו. זה גם מודד את עוצמת האלומה המוחזרת כדי לקבוע את ההחזרה של הרכיב. לאחר מכן, המערכת יכולה להשוות את המדידות הללו עם מפרטי עיצוב, או עם לוחות מעגלים שאושרו לזהות במדויק כל ליקוי.

השימוש במערכת ALT הוא אידיאלי לקביעת הכמות והמיקום של משקעי משחת הלחמה. הוא מספק מידע על היישור, הצמיגות, הניקיון ותכונות אחרות של הדפסת משחת הלחמה. שיטת ALT מספקת מידע מפורט וניתנת למדידה במהירות רבה. סוגים אלה של מדידות בדרך כלל מדויקות אך נתונות להפרעות או מיגון.

בדיקת רנטגן:
עם עלייתה של טכנולוגיית הרכבה על פני השטח, PCBs הפכו מורכבים יותר ויותר. כעת, למעגלים יש צפיפות גבוהה יותר, רכיבים קטנים יותר, וכוללים חבילות שבבים כגון BGA ואריזת קנה מידה (CSP), שדרכם לא ניתן לראות חיבורי הלחמה נסתרים. פונקציות אלו מביאות אתגרים לבדיקות חזותיות כגון MVI ו-AOI.

כדי להתגבר על האתגרים הללו, ניתן להשתמש בציוד בדיקת רנטגן. החומר סופג קרני רנטגן בהתאם למשקלו האטומי. האלמנטים הכבדים יותר סופגים יותר והאלמנטים הקלים יותר סופגים פחות, מה שיכול להבחין בין חומרים. הלחמה עשויה מיסודות כבדים כגון פח, כסף ועופרת, בעוד שרוב הרכיבים האחרים ב-PCB עשויים מאלמנטים קלים יותר כגון אלומיניום, נחושת, פחמן וסיליקון. כתוצאה מכך, קל לראות את ההלחמה במהלך בדיקת רנטגן, בעוד שכמעט כל הרכיבים האחרים (כולל מצעים, מובילים ומעגלים משולבים סיליקון) אינם נראים.

קרני רנטגן אינן מוחזרות כמו אור, אלא עוברות דרך עצם ליצירת תמונה של האובייקט. תהליך זה מאפשר לראות דרך חבילת השבבים ורכיבים נוספים כדי לבדוק את חיבורי ההלחמה מתחתיהם. בדיקת רנטגן יכולה גם לראות את החלק הפנימי של מפרקי הלחמה כדי למצוא בועות שלא ניתן לראות עם AOI.

מערכת הרנטגן יכולה לראות גם את העקב של מפרק ההלחמה. במהלך AOI, מפרק ההלחמה יכוסה על ידי העופרת. בנוסף, בעת שימוש בבדיקת רנטגן, לא נכנסים צללים. לכן, בדיקת רנטגן עובדת היטב עבור מעגלים עם רכיבים צפופים. ניתן להשתמש בציוד לבדיקת רנטגן לבדיקת רנטגן ידנית, או להשתמש במערכת רנטגן אוטומטית לבדיקת רנטגן אוטומטית (AXI).

בדיקת רנטגן היא בחירה אידיאלית עבור מעגלים מורכבים יותר, ויש לה פונקציות מסוימות שאין לשיטות בדיקה אחרות, כמו היכולת לחדור לחבילות שבבים. זה יכול לשמש היטב גם לבדיקת PCB ארוזים בצפיפות, ויכול לבצע בדיקות מפורטות יותר על מפרקי הלחמה. הטכנולוגיה מעט חדשה יותר, מורכבת יותר, ועלולה להיות יקרה יותר. רק כאשר יש לך מספר גדול של מעגלים צפופים עם BGA, CSP ועוד חבילות כאלה, אתה צריך להשקיע בציוד בדיקת רנטגן.