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 עזרה מסוימת לעבודות העיצוב והייצור של כולם.

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

הגורם הגדול ביותר לקיצור PCB הוא עיצוב כרית הלחמה לא תקינה. בשלב זה ניתן לשנות את כרית ההלחמה העגולה לצורה סגלגלה כדי להגדיל את המרחק בין נקודות למניעת מעגלים קצרים.

תכנון לא הולם של כיוון חלקי ה- PCB יגרום גם ללוח לקצר את המעגל ולא יצליח לעבוד. לדוגמה, אם סיכת ה- SOIC מקבילה לגל הפח, קל לגרום לתאונת קצרים. בשלב זה ניתן לשנות כראוי את כיוון החלק כדי להפוך אותו לניצב לגל הפח.

קיימת אפשרות נוספת שתגרום לכישלון קצר של ה- PCB, כלומר כף הרגל הכפופה האוטומטית. כאשר ה- IPC קובע כי אורך הסיכה הוא פחות מ -2 מ"מ ויש חשש שהחלקים ייפלו כאשר זווית הרגל הכפופה גדולה מדי, קל לגרום לקצר, ומפרק ההלחמה חייב להיות יותר מ- 2 מ"מ מהמעגל.

בנוסף לשלוש הסיבות שהוזכרו לעיל, ישנן גם כמה סיבות שיכולות לגרום לכישלונות קצרי מעגל של לוח ה- PCB, כגון חורי מצע גדולים מדי, טמפרטורת תנור פח נמוכה מדי, יכולת הלחמה לקויה של הלוח, כישלון של מסכת הלחמה וזיהום פני הלוח וכו ', הם גורמים נפוצים יחסית לכישלונות. מהנדסים יכולים להשוות את הגורמים לעיל עם התרחשות של אי חיסול ובדיקה אחת אחת.

בעיה 2: אנשי קשר כהים וגרגירים מופיעים בלוח ה- PCB
הבעיה של צבע כהה או מפרקים קטנים-גרעינים על ה- PCB נובעת בעיקר מזיהום ההלחמה והתחמוצות המופרזות המעורבות בפח המותך, המהווים את מבנה המפרק של הלחמה שביר מדי. הקפד לא לבלבל אותו עם הצבע הכהה הנגרם כתוצאה משימוש בהלחמה עם תוכן פח נמוך.

סיבה נוספת לבעיה זו היא שהרכב ההלחמה ששימש בתהליך הייצור השתנה, ותוכן הטומאה גבוה מדי. יש צורך להוסיף פח טהור או להחליף את הלחמה. הזכוכית הויטראז 'גורמת לשינויים גופניים בהצטברות הסיבים, כמו הפרדה בין שכבות. אך מצב זה אינו נובע ממפרקי הלחמה ירודים. הסיבה היא שהמצע מחומם גבוה מדי, ולכן יש צורך להפחית את טמפרטורת החימום והלחמה מראש או להגדיל את מהירות המצע.

בעיה שלוש: מפרקי הלחמה של PCB הופכים לצהובים זהובים
בנסיבות רגילות, הלחמה בלוח ה- PCB אפור כסף, אך לעיתים מופיעים מפרקי הלחמה מוזהבים. הסיבה העיקרית לבעיה זו היא שהטמפרטורה גבוהה מדי. בשלב זה אתה צריך רק 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 שלילית. טמפרטורה קיצונית או טמפרטורה משתנה, לחות מופרזת, רטט בעוצמה גבוהה ותנאים אחרים הם כל גורמים הגורמים לביצועי הלוח להפחתת או אפילו לגרד. לדוגמה, שינויים בטמפרטורת הסביבה יגרמו לעיוות הלוח. לפיכך, מפרקי ההלחמה ייהרסו, צורת הלוח תהיה כפופה, או שעל עקבות הנחושת על הלוח עלולים להישבר.

לעומת זאת, לחות באוויר עלולה לגרום לחמצון, קורוזיה וחלודה על משטחי מתכת, כמו עקבות נחושת חשופות, מפרקי הלחמה, רפידות ומוליכי רכיב. הצטברות של לכלוך, אבק או פסולת על פני הרכיבים ולוחות המעגלים יכולה גם להפחית את זרימת האוויר וקירור הרכיבים, ולגרום לחימום יתר של PCB והשפלת ביצועים. רטט, ירידה, פגיעה או כיפוף ה- PCB יעוות אותו ויגרום להופעה של הסדק, בעוד שזרם גבוה או מתח יתר יגרמו לפרק ה- PCB או לגרום להזדקנות מהירה של רכיבים ונתיבים.

בעיה חמש: מעגל פתוח PCB
כאשר השבר נשבר, או כאשר ההלחמה נמצאת רק על הכרית ולא על הרכיב מוביל, יכול להתרחש מעגל פתוח. במקרה זה, אין הדבקה או חיבור בין הרכיב ל- PCB. ממש כמו מעגלים קצרים, אלה עשויים להתרחש גם במהלך ייצור או ריתוך ופעולות אחרות. רטט או מתיחה של לוח המעגל, הפלתם או גורמי עיוות מכניים אחרים יהרסו את העקבות או את מפרקי ההלחמה. באופן דומה, כימיקלים או לחות עלולים לגרום ללבוש של חלקי הלחמה או מתכת, מה שעלול לגרום להוביל לרכיב.

בעיה שש: רכיבים רופפים או שלא במקומם
במהלך תהליך מחדש, חלקים קטנים עשויים לצוף על הלחמה המותכת ובסופו של דבר להשאיר את מפרק הלחמת היעד. הסיבות האפשריות לעקירה או להטיה כוללות את הרטט או הקפיצה של הרכיבים בלוח ה- PCB המוחלט בגלל תמיכה מספקת של לוח המעגלים, הגדרות תנור מחדש, בעיות הדבקת הלחמה וטעות אנוש.

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

מפרקי הלחמה מופרעים: ההלחמה נעה לפני ההתמצקות כתוצאה מהפרעות חיצוניות. זה דומה למפרקי הלחמה קרים, אך הסיבה שונה. ניתן לתקן אותו על ידי חימום מחדש ולהבטיח שמפרקי ההלחמה לא יופרעו מהחוץ כאשר הם מקוררים.

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

גשר הלחמה: זה קורה כאשר הלחמה חוצה ומתחבר פיזית שני לידים יחד. אלה עשויים ליצור חיבורים בלתי צפויים ומעגלים קצרים, מה שעלול לגרום לרכיבים לשרוף או לשרוף את העקבות כאשר הזרם גבוה מדי.

PAD: לא מספיק הרטבה של עופרת או עופרת. יותר מדי או מעט מדי הלחמה. רפידות המוגבות בגלל התחממות יתר או הלחמה גסה.

בעיה שמונה: טעות אנוש
מרבית הפגמים בייצור PCB נגרמים כתוצאה מטעות אנושית. ברוב המקרים, תהליכי ייצור שגויים, מיקום שגוי של רכיבים ומפרטי ייצור לא מקצועיים עלולים לגרום עד 64% מהפגמים במוצרים שניתן להימנע מהם. בגלל הסיבות הבאות, האפשרות לגרום למומים עולה עם מורכבות המעגל ומספר תהליכי הייצור: רכיבים ארוזים בצפיפות; שכבות מעגלים מרובות; חיווט משובח; רכיבי הלחמה לפני השטח; מטוסי כוח קרקעיים.

למרות שכל יצרן או הרכבה מקווים שלוח ה- PCB המיוצר נקי מפגמים, אך יש כל כך הרבה בעיות תהליכי תכנון וייצור הגורמים לבעיות לוח PCB רציפות.

בעיות ותוצאות אופייניות כוללות את הנקודות הבאות: הלחמה לקויה יכולה להוביל למעגלים קצרים, מעגלים פתוחים, מפרקי הלחמה קרים וכו '; התאמה שגויה של שכבות הדירקטוריון עלולה להוביל למגע לקוי ולביצועים הכוללים הגרועים; בידוד לקוי של עקבות נחושת יכול להוביל לעקבות ועקבות יש קשת בין החוטים; אם עקבות הנחושת ממוקמים בצורה הדוקה מדי בין ה- VIA, קיים סיכון לקצר; עובי לא מספיק של לוח המעגל יגרום לכיפוף ושבר.