בתהליך של תכנון וייצור PCB, מהנדסים לא רק צריכים למנוע תאונות במהלך ייצור PCB, אלא גם צריכים להימנע משגיאות תכנון. מאמר זה מסכם ומנתח את בעיות ה-PCB הנפוצות הללו, בתקווה להביא קצת עזרה לעבודת התכנון והייצור של כולם.

בעיה 1: קצר בלוח PCB
בעיה זו היא אחת התקלות הנפוצות שיגרמו ישירות ללוח ה-PCB לא לעבוד, וישנן סיבות רבות לבעיה זו. בואו ננתח אחד אחד למטה.

הגורם הגדול ביותר לקצר של PCB הוא עיצוב לא תקין של רפידת הלחמה. בשלב זה, ניתן לשנות את משטח ההלחמה העגול לצורה אליפסה כדי להגדיל את המרחק בין הנקודות כדי למנוע קצר חשמלי.

תכנון לא מתאים של כיוון חלקי ה-PCB יגרום גם ללוח לקצר ולא לפעול. לדוגמה, אם הפין של SOIC מקביל לגל הפח, קל לגרום לתאונת קצר חשמלית. בשלב זה, ניתן לשנות את כיוון החלק בצורה מתאימה כדי להפוך אותו למאונך לגל הפח.

קיימת אפשרות נוספת שתגרום לכשל קצר במעגל הלוח, כלומר, כף הרגל הכפופה האוטומטית. מכיוון ש-IPC קובע שאורך הפין קטן מ-2 מ"מ וקיים חשש שהחלקים יפלו כאשר זווית הרגל הכפופה גדולה מדי, קל לגרום לקצר, ומפרק ההלחמה חייב להיות יותר מ- במרחק של 2 מ"מ מהמעגל.

בנוסף לשלוש הסיבות שהוזכרו לעיל, ישנן גם כמה סיבות שעלולות לגרום לכשלים קצרים בלוח ה-PCB, כגון חורי מצע גדולים מדי, טמפרטורת תנור פח נמוכה מדי, יכולת הלחמה לקויה של הלוח, כשל במסכת ההלחמה. , וזיהום משטח וכו', הם גורמים נפוצים יחסית לכשלים. מהנדסים יכולים להשוות את הסיבות לעיל עם התרחשות הכישלון לבטל ולבדוק אחד אחד.

בעיה 2: מגעים כהים ומגורענים מופיעים על לוח ה-PCB
הבעיה של צבע כהה או חיבורים עם גרגירים קטנים על ה-PCB נובעת בעיקר מזיהום ההלחמה והתחמוצות המוגזמות המעורבבות בפח המותך, היוצרות מבנה מפרק ההלחמה שביר מדי. היזהר לא לבלבל אותו עם הצבע הכהה הנגרם משימוש בהלחמה עם תכולת פח נמוכה.

סיבה נוספת לבעיה זו היא שהרכב ההלחמה המשמשת בתהליך הייצור השתנה, ותכולת הטומאה גבוהה מדי. יש צורך להוסיף פח טהור או להחליף את הלחמה. הזכוכית הצבעונית גורמת לשינויים פיזיים בהצטברות הסיבים, כמו הפרדה בין שכבות. אבל מצב זה אינו נובע ממפרקי הלחמה לקויים. הסיבה היא שהמצע מחומם גבוה מדי, ולכן יש צורך להפחית את טמפרטורת החימום וההלחמה או להגביר את מהירות המצע.

בעיה שלישית: חיבורי הלחמת PCB הופכים לצהוב זהוב
בנסיבות רגילות, ההלחמה על לוח ה-PCB בצבע אפור כסף, אך מדי פעם מופיעים חיבורי הלחמה זהובים. הסיבה העיקרית לבעיה זו היא שהטמפרטורה גבוהה מדי. בשלב זה, אתה רק צריך להוריד את הטמפרטורה של תנור הפח.

שאלה 4: הלוח הרע מושפע גם מהסביבה
בשל מבנה ה-PCB עצמו, קל לגרום נזק ל-PCB כאשר הוא נמצא בסביבה לא נוחה. טמפרטורה קיצונית או תנודות בטמפרטורה, לחות מופרזת, רטט בעוצמה גבוהה ותנאים אחרים הם כולם גורמים שגורמים לביצועי הלוח להיות מופחתים או אפילו למחיקה. לדוגמה, שינויים בטמפרטורת הסביבה יגרמו לעיוות של הלוח. לכן, חיבורי ההלחמה יהרסו, צורת הלוח תהיה כפופה, או שעקבות הנחושת על הלוח עלולים להישבר.

מצד שני, רטיבות באוויר עלולה לגרום לחמצון, קורוזיה וחלודה על משטחי מתכת, כגון עקבות נחושת חשופות, חיבורי הלחמה, רפידות ומובילי רכיבים. הצטברות של לכלוך, אבק או פסולת על פני הרכיבים והמעגלים יכולה גם להפחית את זרימת האוויר והקירור של הרכיבים, ולגרום להתחממות יתר של PCB ולפגיעה בביצועים. רטט, נפילה, פגיעה או כיפוף של ה-PCB יעוותו אותו ויגרמו להופעת הסדק, בעוד שזרם גבוה או מתח יתר יגרמו ל-PCB להתפרק או לגרום להזדקנות מהירה של רכיבים ונתיבים.

בעיה חמישית: מעגל פתוח PCB
כאשר העקבות נשבר, או כאשר ההלחמה נמצאת רק על הרפידה ולא על מובילי הרכיב, יכול להתרחש מעגל פתוח. במקרה זה, אין הידבקות או חיבור בין הרכיב ל-PCB. בדיוק כמו קצרים חשמליים, אלה עשויים להתרחש גם במהלך ייצור או ריתוך ופעולות אחרות. רטט או מתיחה של לוח המעגלים, הפלתם או גורמי דפורמציה מכניים אחרים יהרוס את העקבות או מפרקי הלחמה. באופן דומה, כימיקלים או לחות עלולים לגרום לבלאי הלחמה או חלקי מתכת, מה שעלול לגרום לשבירה של מובילי רכיבים.

בעיה שש: רכיבים רופפים או שגויים
במהלך תהליך הזרימה מחדש, חלקים קטנים עשויים לצוף על ההלחמה המותכת ובסופו של דבר לעזוב את מפרק הלחמת המטרה. סיבות אפשריות לתזוזה או הטיה כוללות רטט או הקפצה של הרכיבים על לוח ה-PCB המולחם עקב תמיכה לא מספקת בלוח המעגלים, הגדרות תנור זרימה חוזרת, בעיות בהדבקת הלחמה וטעויות אנוש.

בעיה שבע: בעיית ריתוך
להלן חלק מהבעיות הנגרמות כתוצאה משיטות ריתוך לקויות:

מפרקי הלחמה מופרעים: ההלחמה נעה לפני התמצקות עקב הפרעות חיצוניות. זה דומה למפרקי הלחמה קרה, אבל הסיבה היא שונה. ניתן לתקן זאת על ידי חימום חוזר ולוודא שחיבורי ההלחמה אינם מופרעים מהחוץ כאשר הם מקוררים.

ריתוך קר: מצב זה מתרחש כאשר לא ניתן להמיס את ההלחמה כראוי, וכתוצאה מכך משטחים מחוספסים וחיבורים לא אמינים. מכיוון שהלחמה מוגזמת מונעת התכה מלאה, עלולים להתרחש גם חיבורי הלחמה קרה. התרופה היא לחמם מחדש את המפרק ולהסיר את הלחמה העודפת.

גשר הלחמה: זה קורה כאשר הלחמה חוצה ומחברת פיזית שני מובילים יחד. אלה עלולים ליצור חיבורים בלתי צפויים וקצרים, אשר עלולים לגרום לרכיבים להישרף או לשרוף את העקבות כאשר הזרם גבוה מדי.

רפידה: הרטבה לא מספקת של העופרת או העופרת. יותר מדי או מעט מדי הלחמה. רפידות המוגבהות עקב התחממות יתר או הלחמה גסה.

בעיה שמונה: טעות אנוש
רוב הליקויים בייצור PCB נגרמים מטעות אנוש. ברוב המקרים, תהליכי ייצור לא נכונים, מיקום שגוי של רכיבים ומפרטי ייצור לא מקצועיים עלולים לגרום לעד 64% מהפגמים הניתנים להימנע במוצר. בשל הסיבות הבאות, האפשרות של גרימת פגמים עולה עם מורכבות המעגל ומספר תהליכי הייצור: רכיבים ארוזים בצפיפות; שכבות מעגלים מרובות; חיווט עדין; רכיבי הלחמת משטח; כוח ומטוסי קרקע.

אמנם כל יצרן או מרכיב מקווה שלוח ה-PCB המיוצר נקי מפגמים, אבל יש כל כך הרבה בעיות תכנון ותהליכי ייצור שגורמות לבעיות מתמשכות של לוח ה-PCB.

בעיות ותוצאות אופייניות כוללות את הנקודות הבאות: הלחמה לקויה עלולה להוביל לקצרים, מעגלים פתוחים, מפרקי הלחמה קרה וכו'; חוסר יישור של שכבות הלוח יכול להוביל למגע לקוי ולביצועים כלליים גרועים; בידוד לקוי של עקבות נחושת יכול להוביל לעקבות ועקבות יש קשת בין החוטים; אם עקבות הנחושת ממוקמות בחוזקה מדי בין הצינורות, קיים סיכון לקצר חשמלי; עובי לא מספיק של המעגל יגרום לכיפוף ושבר.