W procesie miniaturyzacji i komplikacji nowoczesnych urządzeń elektronicznych, PCB (płytka drukowana) odgrywa kluczową rolę. Jako pomost pomiędzy elementami elektronicznymi, PCB zapewnia efektywną transmisję sygnałów i stabilne zasilanie. Jednak podczas precyzyjnego i złożonego procesu produkcyjnego od czasu do czasu pojawiają się różne defekty, które wpływają na wydajność i niezawodność produktów. W tym artykule omówiono typowe defekty płytek drukowanych PCB i ich przyczyny, dostarczając szczegółowy przewodnik „kontroli stanu” dotyczący projektowania i produkcji produktów elektronicznych.

1. Zwarcie i przerwa w obwodzie

Analiza powodów:

Błędy projektowe: Zaniedbania na etapie projektowania, takie jak małe odstępy między trasami lub problemy z wyrównaniem między warstwami, mogą prowadzić do zwarć lub przerw.

Proces produkcyjny: Niekompletne trawienie, odchylenie wiercenia lub pozostałości lutowia pozostające na podkładce mogą spowodować zwarcie lub przerwę w obwodzie.

2. Wady maski lutowniczej

Analiza powodów:

Nierówna powłoka: Jeśli warstwa lutownicza zostanie nierównomiernie rozłożona podczas procesu powlekania, folia miedziana może zostać odsłonięta, co zwiększa ryzyko zwarcia.

Słabe utwardzanie: Niewłaściwa kontrola temperatury lub czasu wypalania powoduje, że warstwa lutownicza nie zostaje w pełni utwardzona, co wpływa na jej ochronę i trwałość.

3. Wadliwy sitodruk

Analiza powodów:

Dokładność druku: Sprzęt do sitodruku ma niewystarczającą dokładność lub niewłaściwą obsługę, co powoduje rozmycie, brakowanie lub przesunięcie znaków.

Problemy z jakością atramentu: użycie gorszego atramentu lub słaba kompatybilność atramentu z płytą wpływa na przejrzystość i przyczepność logo.

4. Wady otworów

Analiza powodów:

Odchylenia wiercenia: zużycie wiertła lub niedokładne ustawienie powoduje, że średnica otworu jest większa lub odbiega od projektowanej pozycji.

Niecałkowite usunięcie kleju: Resztki żywicy po wierceniu nie zostaną całkowicie usunięte, co będzie miało wpływ na późniejszą jakość spawania i parametry elektryczne.

5. Rozdzielanie międzywarstwowe i spienianie

Analiza powodów:

Naprężenie termiczne: Wysoka temperatura podczas procesu lutowania rozpływowego może powodować niedopasowanie współczynników rozszerzalności pomiędzy różnymi materiałami, powodując separację pomiędzy warstwami.

Wnikanie wilgoci: Niedopieczone płytki PCB pochłaniają wilgoć przed montażem, tworząc pęcherzyki pary podczas lutowania, powodując wewnętrzne pęcherze.

6. Słabe poszycie

Analiza powodów:

Nierówne platerowanie: Nierównomierny rozkład gęstości prądu lub niestabilny skład roztworu galwanicznego powoduje nierówną grubość warstwy miedzi, co wpływa na przewodność i lutowność.

Zanieczyszczenie: Zbyt wiele zanieczyszczeń w roztworze galwanicznym wpływa na jakość powłoki, a nawet powoduje powstawanie porów lub szorstkich powierzchni.

Strategia rozwiązania:

W odpowiedzi na powyższe wady podjęte działania obejmują między innymi:

Zoptymalizowany projekt: Wykorzystaj zaawansowane oprogramowanie CAD do precyzyjnego projektowania i poddaj się rygorystycznej ocenie DFM (Design for Manufacturability).

Popraw kontrolę procesu: Wzmocnij monitorowanie procesu produkcyjnego, na przykład używając precyzyjnego sprzętu i ściśle kontrolując parametry procesu.

Wybór materiałów i zarządzanie nimi: Wybierz surowce wysokiej jakości i zapewnij dobre warunki przechowywania, aby zapobiec zawilgoceniu lub zniszczeniu materiałów.

Kontrola jakości: Wdrożenie kompleksowego systemu kontroli jakości, obejmującego AOI (automatyczną kontrolę optyczną), kontrolę rentgenowską itp., aby wykrywać i korygować defekty w odpowiednim czasie.

Dzięki dogłębnemu zrozumieniu typowych usterek płytek drukowanych i ich przyczyn producenci mogą podjąć skuteczne działania zapobiegające tym problemom, poprawiając w ten sposób wydajność produktu oraz zapewniając wysoką jakość i niezawodność sprzętu elektronicznego. Wraz z ciągłym rozwojem technologii istnieje wiele wyzwań w dziedzinie produkcji płytek PCB, ale dzięki naukowemu zarządzaniu i innowacjom technologicznym problemy te są pokonywane jeden po drugim.