מהו בדיוק זיהום יוני ב- PCB?

מבוא

זיהום יוני הוא בעיה נפוצה מאוד במעגלים מודפסים שבאמת צריך לטפל בה. זה יכול להשפיע על איכות ה-PCB שלך, וחשוב לך להבין את הנושא הזה כדי שתדע איך למנוע את זה.

תיאור קצר של זיהום יוני

זה מתרחש כאשר זיהומים לא מתכתיים מוכנסים ללוח במהלך תהליך הייצור. האשמים הנפוצים ביותר הם לכלוך ואבק, שעלולים להתערבב בהלחמה ולהשאיר מאחור חלקיקים לא רצויים.

זוהי גם תופעה המתרחשת כאשר מלחים נשארים במעגל לאחר הלחמה. זה יכול לגרום לקורוזיה, שעלולה לפגוע בלוח המעגלים ולהוביל לכשל של אלקטרוני רכיבים.

נמצא כי זיהום יוני גורם לכל מיני בעיות, החל מחיבורים לא תקינים ועד התחממות יתר, וידוע גם כמפחית את תוחלת החיים של האלקטרוניקה שלך.

זיהום יוני

זיהום יוני

כיצד נמדד זיהום יוני?

איונוגרף הוא מכשיר שמודד את כמות היונים באוויר. לאיונוגרף מספר חיישנים, כל אחד מהם רגיש לסוג אחר של יונים. כאשר יון מתקרב לאחד מהחיישנים הללו, הוא יוצר מטען חשמלי ושולח אותו אל המחשב מערכת הרושמת את הנתונים.

האיונוגרף ממוקם בחדר נקי ואז המפעיל סורק את הגדרות החיישן השונות עד שהוא רואה עלייה בקריאות היונים. זה נעשה על ידי החזקת פיסת לוח מעגלים עד כל חיישן כך שניתן לסרוק אותו לאיתור זיהום.

פעם אחת כל חיישנים נבדקו, אם אין עדות לזיהום על אף אחד מהם, אז אנחנו יודעים שאין מזהמים כלל. אם יש אינדיקציות לכך שקיים גורם מזהם כלשהו, ​​אזי ננקוט בצעדים לנקות את האזורים הללו לפני שנתקדם בתהליך הייצור שלנו, כך שנוכל להימנע מכל בעיה אפשרית בהמשך הדרך כשיגיע הזמן הרכבה או בדיקה.

מדוע זו בעיה ב-PCB שלך?

זיהום יוני הוא בעיה רצינית ב-PCB שלך. זה יכול לגרום:

הגירה אלקטרוכימית

התהליך מתחיל כאשר מזהם יוני מופקד על פני השטח של ה-PCB שלך. כאשר זרם חשמלי עובר דרך המשקע הזה, הוא גורם לתגובה כימית היוצרת יונים חדשים וכתוצאה מכך נוצר שדה חשמלי סביב המשקע שמושך אליו יותר יונים. זה גורם להצטברות של יונים סביב המשקע הראשוני, מה שמוביל לזרימה של נוֹכְחִי בין שתי הנקודות בהן הם נפגשים.

תהליך זה עלול לגרום לקורוזיה על עקבות נחושת, מה שעלול להוביל לקצרים או לבעיות אחרות בחיבורים חשמליים בתוך המוצר שלך. במקרים מסוימים, זה יכול גם להשפיע על חלקים אחרים של המוצר שלך (כמו סוללות) על ידי גרימת חלודה גם כן.

הגירה אלקטרוכימית

הגירה אלקטרוכימית

צמיחה דנדרטית

צמיחה דנדרטית מתרחשת כאשר יונים הנמצאים באלקטרוליט (הנוזל המוליך חשמל) של הבידוד של ה-PCB שכבה קשר לאטומי הנחושת במסלולי הנחושת על הלוח. זוהי בעיה גדולה מכיוון שהיא עלולה להוביל לקורוזיה, הגורמת לפגמים וביצועים גרועים.

צמיחה דנדרטית

צמיחה דנדרטית

קורוזיה

יונים הם חלקיקים טעונים המשתחררים על ידי זיהום יוני, ויונים אלה יתכלו בקרבת מקום מתכת משטחים. הקורוזיה גורמת למתכת להתפרק, מה שעלול להוביל לקצרים ולבעיות אחרות בלוח המעגלים שלך.

קורוזיה

קורוזיה

טכניקות מדידה

יכול להיות קשה לאתר את מקור הזיהום היוני, אך חשוב לעשות זאת בהקדם האפשרי כדי שתוכל לנקוט בצעדים לתיקון הבעיה ולמנוע התרחשויות עתידיות.

ישנן מספר דרכים שונות למדידת זיהום יוני, כולל:

בדיקת התנגדות של תמצית ממס (ROSE).

שיטה פשוטה ולא הרסנית לזיהוי זיהום יוני במעגלים מודפסים. הבדיקה כוללת טבילה של ה-PCB בממס שימיס כל מזהם. המזהם, שהוא בדרך כלל אלקטרוליט, מתמוסס לתמיסת הממס.

בדיקת ROSE מודדת את השינוי בפוטנציאל החשמלי בין שתי אלקטרודות הטבולות בתמיסה. במקרה זה, אלקטרודה אחת מחוברת לאדמה והשנייה מחוברת ל-PCB הנבדק. הזרם הזורם בין שתי הנקודות הללו ישתנה בהתאם לכמות מחומר מסוים שמומס בתמיסת הממס המקיפה אותן: אם יש יותר ממנו, יהיו נוכחים גם יותר יונים; אם לא, יהיו גם פחות יונים.

בדיקת התנגדות של תמצית ממס (ROSE).

התנגדות של בדיקת תמצית ממס

בדיקת כרומטוגרפיית יונים (IC).

האנליט מומס בממס מתאים ומוכנס לעמוד דרך מזרק. הממס מורשה לעבור דרך העמוד, המפריד בין האנליטים על סמך יחס המטען למסה שלהם. גלאי מוליכות מזהה נוכחות של יונים על סמך שינוי המוליכות שלהם עם הזמן.

בדיקת ה-IC יכולה לזהות את כל סוגי זיהום היונים, כולל יונים כגון כלוריד, פלואוריד, נתרן, אשלגן, נחושת, וקדמיום. ניתן להשתמש בבדיקת ה-IC גם כדי לקבוע אם ה-PCB נוקה יתר על המידה או אם נשארו עליו עקבות של ממס.

בדיקת כרומטוגרפיית יונים (IC).

בדיקת כרומטוגרפיה של יונים

סיבה אפשרית לזיהום יוני

ישנן דרכים רבות שבהן יכול להתרחש זיהום יוני, אך הנה כמה מהנפוצות ביותר:

לוח חשוף מלוכלך

זה בדרך כלל הגורם לזיהום יוני במעגלים מודפסים. הסיבה לכך היא שללוח החשוף אין ציפוי, והמשטח חשוף לסביבה. לכלוך ואבק יכולים בקלות להילכד מתחת לעקבות הנחושת ולרפידות על ה-PCB, מה שיגרום לקצר חשמלי כאשר החשמל מועבר דרכם.

לחות ב-PCB

זיהום זה יכול לגרום למספר בעיות כולל קורוזיה, ביצועים חשמליים מופחתים, ואפילו כשל מוחלט. הגורם השכיח ביותר לזיהום יוני הוא לחות ב-PCB. זה יכול להתרחש כאשר יש אטם דולף או פתחים אחרים על ה-PCB המאפשרים למים להיכנס באמצעים פיזיים.

שאריות שטף

זוהי גם סיבה שכיחה לזיהום יוני במעגלים מודפסים. השטף מוחל על הלוח במהלך הייצור כדי לעזור להלחמה לזרום וליצור חיבורים בין השכבות השונות של הלוח. לאחר ייצור הלוח, כל שאריות השטף שנותרו עלולות להפוך לזיהום יוני.

כימיקלים לחריטה

זיהום יוני יכול לנבוע משימוש בכימיקלים תחריט המכילים יוני מתכת. יוני המתכת יכולים להפוך מוטבע במשטח המעגל, יצירת נתיב מוליך בין שתי נקודות על הלוח. הסיבה לכך היא כימיקל התחריט מגיב עם הנחושת במעגל המעגל שלך, אשר לאחר מכן גורם לנחושת להיות מיונן. היונים יכולים אז לגרום לתנודות חשמליות ולקצר חשמלי.

שאריות קידוח וציפוי

סיבה אפשרית לזיהום יוני במעגלים מודפסים היא קידוח ושאריות ציפוי. זה יכול לקרות מתי חורים קדחו לתוך הלוח, אבל הם לא מנוקים מספיק ביסודיות לפני צפוי. התוצאה היא שהחור מצופה בשכבה של חלקיקי מתכת, מה שעלול לגרום לקורוזיה אם לא יוסר במהלך הניקוי.

ניקוי משטח PCB לא תקין

ניקוי משטח PCB לא תקין הוא אחד האשמים הנפוצים ביותר. לפני ההלחמה, יש לנקות ביסודיות את משטחי הנחושת כדי להסיר כל מזהמים שעלולים להוביל לתגובה לא רצויה בין רכיבים במהלך תהליך הלחמה.

אם השתמשת בטכניקות ניקוי משטחי PCB לא נאותות, ייתכן שהלוח שלך בא במגע עם זיהומים מחומרי הניקוי שלך או אפילו מזהמים אחרים על שולחן העבודה שלך - וזה עלול לגרום לתגובה במהלך ההרכבה שמובילה לקורוזיה או אפילו כשל.

תהליכים לביטול זיהום יוני ב-PCB שלך

ביטול זיהום יוני ממעגלים מודפסים הוא צעד הכרחי כדי להבטיח את איכות המוצר הסופי שלך. הנה כמה דרכים לעשות זאת.

מסיר שומנים בפאזה אדים

אלה משמשים להסרת שמנים ושומנים מ-PCB. התהליך כולל שימוש בכימיקלים קאוסטיים שמתאדים בטמפרטורות גבוהות. האדים המתקבלים מועברים לאחר מכן על גבי ה-PCB, מה שגורם להסרת השומן.

מסיר שומנים בפאזה אדים

מסיר שומנים בפאזה אדים

ניקוי מימי

תהליך המשתמש במים וכימיקלים כדי להסיר מזהמים מה-PCB שלך. זוהי אפשרות טובה אם אתה רוצה להימנע משימוש בכימיקלים קשים או ממסים. אתה יכול להשתמש בו גם יבש וגם רטוב תהליכי תחריט, אבל זה לא יעיל בהסרת סוגים מסוימים של זיהום כמו תהליכים אחרים.

ניקוי מימי

ניקוי מימי

ניקוי חצי מימי

תהליך זה משמש להסרת זיהום יוני על פני השטח של PCB. הוא משמש לעתים קרובות בשילוב עם תהליכים אחרים, כגון ניקוי יבש או רטוב, כדי להבטיח את הסרת כל המזהמים האפשריים. תהליך זה כולל טבילה של ה-PCB בתמיסה המסירה מזהמים כימיים ופיזיקליים מעקבות הנחושת והרפידות.

ניקוי חצי מימי

ניקוי חצי מימי

ניקוי ואקום

תהליך המשתמש בתא ואקום כדי להסיר מזהמים ממשטח PCB. התהליך נעשה על ידי הנחת ה-PCB בתוך תא הוואקום, אשר לאחר מכן נאטם ומפנה. לאחר מכן, החדר מתמלא בגז אינרטי כגון חנקן או ארגון, אשר ימנע כל חמצון נוסף של פני ה-PCB ויספק הגנה מפני חלקיקים חיצוניים באוויר.

ניקוי ואקום

ניקוי ואקום

היתרונות של בדיקת זיהום יוני

ללא בדיקת זיהום יוני, אתה עלול לקבל מוצר שלא עובד, או אפילו גרוע מכך, סכנת שריפה.

להלן כמה מהיתרונות העיקריים של בדיקת זיהום יוני ב-PCB שלך:

הימנע מהתמוטטות המוצר על ידי זיהוי סיבה אפשרית

בדיקת זיהום יונית יכולה לעזור להבטיח שהלוח שלך יהיה נקי מחומרים מזיקים שעלולים לגרום לקצרים, תקלות חשמליות ובעיות אחרות שעלולות להוביל להתמוטטות המוצר.

בדיקת זיהום יכולה גם לעזור לך לזהות את מקור הבעיה לפני שהיא הופכת לבעיה גדולה יותר.

הימנע מהשחתת המוצר או תקלה

בדיקת זיהום יוני היא חלק חיוני מתהליך ייצור PCB. זה עוזר ליצרנים להימנע מהידרדרות או תקלה במוצר על ידי זיהוי פריקה אלקטרוסטטית (ESD), שעלולה לגרום לבעיות בביצועי ה-PCB.

בדיקת זיהום יוני יכולה לעזור לך לזהות ESD לפני שהוא גורם לבעיות. בדיקת זיהום יוני בודקת יונים שהצטברו ב-PCB שלך במהלך תהליכי ייצור או משלוח. יונים אלה עלולים לגרום לקורוזיה בלוחות המעגלים שלך ולהוביל לקורוזיה מתחת לשכבות הצבע. זה יגרום בסופו של דבר לשינוי צבע ולבעיות אחרות במכשיר שלך.

זיהוי מקור זיהום יוני בתהליך

היתרון המשמעותי ביותר של בדיקת זיהום יוני הוא היכולת לזהות את מקור הזיהום בתהליך ה-PCB שלך. זיהום יוני יכול להיות בעיה יקרה, אבל יש דרכים לעצור אותו לפני שהוא הופך לבעיה מרכזית.

דרך אחת לגלות אם יש לך זיהום יוני בתהליך ה-PCB שלך היא באמצעות בדיקת זיהום יוני. סוג זה של בדיקה יאפשר לך לקבוע מהיכן מגיע הזיהום היוני.

נהלי עמידה בניקיון

ניקיון הוא הגורם החשוב ביותר בהבטחת ה-PCB שלך נקיים ממזהמים. חשוב לבדוק את ה-PCB שלך כדי לוודא שהם עומדים בכל דרישות הניקיון. זה מבטיח שאתה עומד בכל התקנים והתקנות בתעשייה.

 

תקן IPC לזיהום יוני

השמיים IPC בעל תקן לזיהום יוני של מעגלים מודפסים (PCB). הוא משמש כדי להבטיח שה-PCB שלך נקי מיונים, מה שעלול לגרום לקצרים ולבעיות אחרות.

התקן גם מפרט כיצד לבדוק את ה-PCB שלך כדי לוודא שהם בטוחים לשימוש. הבדיקה כוללת הצבת מד זיהום יוני על פני הלוח ומדידת מוליכותו לאורך זמן. רמת המוליכות המינימלית הנדרשת מבוססת על גודל הלוח ועיצובו:

– עבור לוחות לא מורכבים: אורך x רוחב x 2 = שטח פני הלוח לא מאוכלס

– עבור לוחות מורכבים: אורך x רוחב x 2 + עד 50% = שטח פני השטח של הלוח המורכב

סיכום

בסך הכל, זיהום יוני הוא דבר שניתן למנוע די בקלות. הדרך הטובה ביותר למנוע זאת היא לפתח כימיקלים וחומרים חדשים ובר-קיימא. ידע זה על זיהום יוני יכול לעזור למעצבים בתהליך הייצור.

עדכן העדפות קובצי Cookie
גלול למעלה