פירוק PCB: מה שאתה צריך לדעת

מבוא

דלמינציה של PCB היא בעיה שמטרידה את תעשיית האלקטרוניקה במשך עשרות שנים. זה יכול לגרום לכמה בעיות רציניות, אבל זה לא משהו שאתה צריך לחיות איתו.

אם הלוח שלך יורד למינציה, המשמעות של זה עשויה להיות אלפי דולרים בעיבוד מחדש ואובדן זמן פרודוקטיביות. אז מה זה בעצם דלמינציה של PCB? ואיך אתה יכול למנוע את זה לקרות ללוחות שלך?

דלמינציה של PCB

פירוק PCB

הסבר על פירוק PCB

זה יכול לקרות כאשר יש חוסר יישור בין שכבות מרובות של מצע PCB עקב נזק, או כאשר שכבת מסכת ההלחמה פגומה.

דלמינציה מתרחשת כאשר שכבת הלמינציה שמחזיקה את רדיד הנחושת והשכבות הדיאלקטריות יחד מתחילה להיפרד מעצמה ומהשכבות האחרות של ה-PCB.

זה יכול לגרום לבעיות בחיבורים ביניהם רכיבים, במיוחד אם הם קרובים מאוד זה לזה. זה יכול גם להוביל להתחשמלות אם אתה נוגע במשהו חי בעוד עקבות חשופות עדיין מחוברות למעגל או לסוללה.

מה גורם לדלמינציה של PCB?

זה נגרם כתוצאה מהכשל של מסכת ההלחמה, שהיא השכבה המגנה על עקבות הנחושת מפני קורוזיה ונזקים. כדי להבין מדוע זה קורה, זה מועיל לדעת קצת על אופן יצירת PCBs.

PCB מיוצרים בדרך כלל מחומר מצע דו צדדי FR-4. למצע יש שכבה דקה של שרף אפוקסי בשני הצדדים. שכבת צד עליונה של נחושת נמרחת על צד אחד ולאחר מכן מכוסה בציפוי מגן המונע חמצון או קורוזיה במהלך השימוש.

ציפוי המגן בצד אחד של הלוח נקרא a מסכת ריתוך כי מטרתו היא למנוע מהלחמה להידבק לאזורים של נחושת שבהם אסור להלחים אותה. כאשר אזורים אלו נחשפים עקב דלמינציה, הם יכולים לספק נקודת כניסה למים או מזהמים אחרים שעלולים לגרום לקורוזיה ובסופו של דבר להוביל לכשל לאורך זמן.

לחות

לחות על PCB

לחות

זהו הגורם העיקרי לדה למינציה של PCB. דלמינציה מתרחשת כאשר לחות נכנסת בין שכבות ה-PCB, וגורמת להן להיפרד ולהתקלף. כשהלחות מתאדה, היא עלולה להשאיר אחריה סימני מים בשכבות.

הסיבה השכיחה ביותר לדה למינציה של PCB היא עודף לחות. נוכחות של לחות גורמת עיבוי וכפור, שעלול להוביל לנזקי הלם תרמי בלוח שלך. סוג זה של נזק יכול לגרום לדה למינציה לאורך זמן או מיד לאחר א כּוֹחַ לְהִתְנַחְשֵׁל.

מתח תרמי

מתח תרמי על PCB

מתח תרמי

PCBs יכולים להיות מועדים ללחץ תרמי מכיוון שהם מיוצרים באמצעות שכבות של נחושת וחומרים אחרים, המודבקים יחד עם דבק מרפא בחום.

ככל שהטמפרטורה משתנה, הדבק הזה יכול להיות פחות יעיל בהחזקת לוחות יחד. ייתכן שהלוח עדיין יוכל לתפקד כרגיל כאשר הוא קר, אך ככל שהוא מתחמם, הוא יתחיל להיפרד.

דה למינציה של PCB עשויה להתרחש גם כאשר היצרן לא מצליח לעקוב אחר נהלים נאותים או להשתמש בחומרים איכותיים בתהליך הייצור שלהם.

תהליך ייצור לקוי

תהליך ייצור לקוי

תהליך ייצור לקוי

זה יכול גם לגרום לדה למינציה של PCB. כאשר מייצרים PCB, הוא צריך לעבור מספר שלבים. שלבים אלה כוללים תחריט, צפוי, והדפסה. האיכות והניקיון של תהליכים אלו יכולים להשפיע על שלמות החומר ועמידותו.

כאשר ה-PCB שלך נהרס במהלך הרכבה, זה אומר שהייתה בעיה באחד או יותר מהשלבים האלה בתהליך הייצור שלו. זה יכול להיות בגלל חוסר הכשרה או ניסיון מתאים מטעם היצרן שלך, או אולי הם לא השתמשו בחומרים או ציוד איכותיים.

יצרן טוב תמיד יוודא שהעובדים שלו מאומנים ומנוסים בכל ההיבטים של תהליך הייצור לפני שהם מתחילים לעבוד על ההזמנה שלך. כך הם יכולים להבטיח שהכל יעבור בצורה חלקה ללא שגיאות או בעיות בדרך!

חומרים באיכות נמוכה

חומרים באיכות נמוכה

חומרים באיכות נמוכה

ניתן לייחס את הבעיה של פירוק PCB לכמה גורמים, כשהבולטים הם חומרים באיכות נמוכה. כאשר איכות ה-PCB שלך נמוכה, יש סבירות גבוהה יותר שהם יתקלקלו ​​ויתחילו להיפרד.

בנוסף לשימוש בחומרים באיכות נמוכה יותר עבור ה-PCB שלך, אתה יכול גם להגדיל את הסבירות לדה למינציה על ידי אי שימוש בטכניקות מתאימות לטיפול בהם. אם אתה לא מחזיק את ה-PCB שלך כראוי כשאתה מעביר אותם ממקום למקום, או אם אתה מפיל אותם על משטחים קשים או מעביר אותם לטמפרטורות קיצוניות, הדבר עלול לגרום לנזק שמוביל לדלמינציה.

סוג שגוי של חומרי FR-4 Tg

סוג שגוי של חומרי FR-4 Tg

סוג שגוי של חומרי FR-4 Tg

חשוב להשתמש בסוג הנכון של FR-4 Tg חומרים בעת ייצור PCBs. חומרי FR-4 Tg הם סוג של אפוקסי המשמש לבניית PCBs. חשוב לבחור נכון FR-4 חומר Tg למוצר הסופי שלך מכיוון שהוא יכול להשפיע על מידת עמידה של ה-PCB שלך לאורך זמן.

אם תבחר להשתמש בסוג לא נכון של חומר FR-4 Tg, זה עלול לגרום ל-PCB שלך להתפרק ולהתפרק בטרם עת. זה יכול לגרום לבעיות באמינות ובאורך החיים שלהם, מה שיוביל לעלויות גבוהות יותר עבורך כיצרן.

דלמינציה לעומת חצבת

דלמינציה לעומת חצבת

דה למינציה לעומת הבדל חצבת

כפי שנדון קודם לכן, דלמינציה היא הפרדה של שכבות חומרי הבסיס של ה-PCB שלך, מה שיוצר פערים או בועות שנראות כמו שלפוחיות. זה מתרחש בתהליך הייצור כאשר חום או לחות לא רצויים נמצאים במעגל המודפס שלך.

חצבת היא אינדיקציה להתפרקות חלקים באריגה הפנימית של הלוח. חצבת יכולה להיות מינורית ונסבלת כל עוד היא אינה תכופה או אם היא אינה מגשרת בין מוליכים ועיניים הלחמות. מתח במהלך הייצור עלול לגרום חצבת.

סוגי בדיקות למדידת דלמינציה

ישנם מספר סוגים של בדיקות שניתן להשתמש בהן למדידת דלמינציה. הנפוץ ביותר הוא סריקת מיקרוסקופיה אקוסטית וניתוח תרמו-מכני. סימנים אלו כוללים בועות, סדקים וחריגות אחרות בשכבת הציפוי.

מיקרוסקופיה אקוסטית סריקה

מיקרוסקופיה אקוסטית סריקה

מיקרוסקופיה אקוסטית סריקה

שיטת בדיקה לא הרסנית המשתמשת בגלי אולטרסאונד למדידת עובי החומרים. זה שימושי במיוחד לזיהוי דלמינציה, כלומר כאשר שני משטחים מלוכדים נפרדים.

בדיקה זו משתמשת בלייזר כדי לסרוק את פני השטח של החומר. הלייזר יכול ליצור מפה של הטופוגרפיה של הדגימה, המאפשרת לחוקרים לקבוע אם יש סדקים או פגמים אחרים. זוהי אחת השיטות הנפוצות ביותר לזיהוי דלמינציה בחומרים מרוכבים.

ניתוח תרמו-מכני

ניתוח תרמו-מכני

ניתוח תרמו-מכני

בדיקה זו מודדת כמה אנרגיה נדרשת כדי לשבור דגימה. מנתח תרמו-מכני מפעיל לחץ על דגימה ואז מודד כמה כוח נדרש כדי לשבור אותה. אם אין דה למינציה, אזי בדיקה זו לא אמורה לחשוף שינויים כלשהם בכוח השבירה או באנרגיה.

הוא משמש לקביעת התכונות המכניות של חומר, כולל גמישותו וחוזקו. הוא משמש לעתים קרובות למדידת דה למינציה של חומרים וניתן להשתמש בו כדי לקבוע את האיכות של דבקים, ציפויים ומוצרים אחרים.

פרמטרים של בדיקת מאמץ

חשוב להקפיד על פרמטרים ברורים ועקביים על מנת לקבל מעגל מודפס במדויק שיעמוד בתקופות של ביקוש גבוה. אלה הם הפרמטרים של בדיקות המאמץ כדי למנוע דלמינציה של PCB:

בדיקת ציפה של הלחמה

בדיקת ציפה של הלחמה

בדיקת ציפה של הלחמה

זוהי בדיקת חיים מואצת המדמה את ההשפעות של מפרק הלחמה הנתון לרכיבה תרמית. מפרק ההלחמה נתון פי שישה ממספר המחזורים התרמיים שהוא יחווה ביישום רגיל. בדיקה זו מתבצעת ב-288 מעלות צלזיוס, שהיא גבוהה יותר מטמפרטורת הפעולה האופיינית של רוב הרכיבים האלקטרוניים.

N מעברים בסימולציית זרימה חוזרת

שיטת בדיקה נפוצה היא לדמות את תהליך הזרימה החוזרת בטמפרטורה גבוהה על ידי חימום וקירור ה-PCB מספר פעמים. בבדיקה זו, בכל פעם שה-PCB מחומם ומקורר, זה נקרא "N-pass". מספר המעברים שבהם אתה לא יכול לראות דלמינציה הוא המספר המרבי המותר של N-מעברים.

מבחן מתח מקושר

מבחן מתח מקושר

מבחן מתח מקושר

ללא בדיקה מתאימה, המצב המשותף חופשי לשוטט בכל הלוח, ולעתים קרובות הורס את שלמות העקבות והרפידות או גורם לכישלון כמעט. על ידי ביצוע מבחן מתח בין קשרים, מהנדס יכול לשלוף מצבים נפוצים ובכך להפחית את הבעיות הללו. בדיקה פשוטה זו יכולה להתבצע כדי לחסוך מיליוני דולרים בעלויות ייצור על ידי זיהוי לפני הייצור אם המעגלים המודפסים נמצאים בסיכון.

בדיקה המדמה את תנאי הרכיבה התרמיים שהרכבה תעבור במהלך חייה. בדיקה זו מבוצעת על ידי הפעלת כוח סטטי על ה-PCB (6X @ 230℃). הכוח הסטטי מופעל למשך 10 שניות ולאחר מכן משוחרר למשך 30 שניות. מחזור זה חוזר על עצמו במשך דקה אחת. משך הבדיקה נשמר בדקה אחת כדי להבטיח שכל תכונות החומר נבדקות באותם תנאים.

זמן ב-260℃ חייב להיות גדול מ-10 דקות

על מנת להבטיח שהמעגל המודפס שלך לא יתפרק, עליך לוודא שהזמן ב-260℃ גדול מ-10 דקות.

הטמפרטורה של ה-PCB במהלך הבדיקה תלויה בסוג האפוקסי המשמש בייצורו. חלק מהאפוקסי עמידים יותר בחום מאחרים ודורשים פחות זמן בטמפרטורה גבוהה יותר.

כיצד למנוע פירוק PCB

מניעת דלמינציה של PCB תלויה בידיעה בדיוק מה גרם לה מלכתחילה. אם אתה יודע מה גרם ל-PCB שלך להתפרק, אז אתה יכול לנקוט בצעדים כדי למנוע את זה לקרות שוב. להלן כמה טיפים למניעת דלמינציה של PCB:

שמור יבש

שמור יבש

שמור יבש

דלמינציה של PCB היא בעיה נפוצה במעגלים, שיכולה להתרחש כאשר הלוח חשוף ללחות או לחות. אם אתה מאחסן את המעגל שלך לתקופה ארוכה, חשוב לשמור אותו יבש.

הדרך הטובה ביותר לעשות זאת היא על ידי שמירה על הלוח במיכל סגור ללא חורים או סדקים שיכניסו לחות. אתה יכול גם להשיג חבילת חומרי ייבוש ולאחסן אותה בתוך המיכל עם ה-PCB שלך.

שכבת תחמוצת

שכבת תחמוצת

שכבת תחמוצת

זהו קו ההגנה הראשון נגד דלמינציה. הוא פועל כמחסום בין הלוח לעקבות הנחושת, מונע מהם לבוא במגע זה עם זה ולגרום לקצרים.

ככל שהלוח ניזוק ונשחק עם הזמן, שכבת תחמוצת זו עלולה להישחק ולחשוף את עקבות הנחושת. אם אתה מבחין בשאריות נחושת חשופות כלשהן על ה-PCB שלך, תצטרך לנקוט בצעדים כדי למנוע מבעיות אלו להתרחש בעתיד.

אפייה של הלוח

אפייה של לוח לפני עיבוד תרמי היא נוהג נפוץ בתעשיית ה-PCB. שלב זה נדרש מכיוון שניתן לכוד לחות בין נחושת ושכבות דיאלקטריות וגורמות לדה למינציה במהלך התהליך התרמי.

דלמינציה מתרחשת כאשר שכבת הנחושת נפרדת מהדיאלקטרי וגורמת לקצר חשמלי. אפייה של לוחות לפני עיבוד תרמי עוזרת לסלק לחות ומזהמים אחרים ממשטח הלוח, ובכך למזער את הסיכון של דלמינציה במהלך עיבוד תרמי.

 

הסמכת ספק

מניעת דלמינציה מתחילה בבחירת ספק שיוכל לענות על הצרכים שלך ולעבור את כל מבחני ההסמכה. הספק חייב להיות מסוגל לספק לוחות מקובלים לתהליך שלך ועבר את כל הבדיקות הנוספות שתצטרך. מאמר זה ידון במה שאתה צריך לחפש בספק. זה מכשיר את הספקים, וכיצד לבדוק את הלוחות שהם מספקים.

סיכום

האמת היא, דה למינציה יכולה לקרות לכל אחד. בין אם תכננת וייצרת את ה-PCB שלך, או רק טיפלת בהרכבה. אתה עדיין אחראי לתפיסת פגמים פוטנציאליים בבניית הלוח. הכל מתחיל בטכניקות עיצוב ותכנון נכונים, אך תשומת לב רבה במהלך תהליך הייצור חשובה לא פחות. אני מקווה שמאמר זה נתן מושג טוב יותר כיצד לזהות את הסימנים בשלב מוקדם, לפני שהם יהפכו לבעיות יקרות בהמשך הדרך.

עדכן העדפות קובצי Cookie
גלול למעלה