تقشر لوحة الدوائر المطبوعة: الأسباب، والوقاية، والحلول

مقدمة

تُعد لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) في صميم كل جهاز إلكتروني، حيث تعمل بصمت على تشغيل هواتفنا، ومركباتنا، والمعدات الطبية، والأقمار الصناعية. ومع استمرار تحسن عمليات الإنتاج والتصنيع والقدرات والتكنولوجيا الخاصة بلوحات الدوائر المطبوعة في الصين، فإن حتى اللوحات ذات الجودة العالية ليست في مأمن من واحدة من أكثر أعطال الإلكترونيات انتشارًا وتكلفة: انفصال طبقات لوحة الدوائر المطبوعة. وعندما تبدأ طبقات اللوحة بالانفصال، فإن الأعطال الكهربائية واستدعاء المنتجات للإصلاح غالبًا ما تلي ذلك مباشرة.

فهم تقشر لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) وكيفية منعه. أولاً، من الضروري فهم أن أسباب التقشر يمكن تقسيمها بشكل عام إلى أربع فئات: مشاكل المواد، ومشاكل عملية التصنيع، والتأثيرات البيئية الخارجية، والمعالجات الكيميائية غير المناسبة، إلخ. إذا نظرنا إليها من منظور مفصل لعملية التصنيع، ولكن كيف تتفاعل عوامل مثل الرطوبة، والمعالجة الحرارية، والتجميع، وظروف التخزين. إن العيوب مثل التقشر، والبقع البيضاء (measling)، والتشققات الدقيقة (crazing) تُضعف الطبقة السطحية للوحة الدوائر المطبوعة والبنية الداخلية، مما يقلل من الموثوقية وأحيانًا السلامة.

ما هو تقشر لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)؟

يشير تَقَشُّر لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) إلى ظاهرة التقشر أو الانفصال بين الطبقات المختلفة للوحة الدوائر خلال عملية الإنتاج. ويحدث تَقَشُّر لوحة الدوائر عندما تبدأ طبقات اللوحة - التي تتكون من مزيج من النحاس والراتنج والركيزة - بالانفصال نتيجة لمؤثرات ميكانيكية أو حرارية أو كيميائية مختلفة. وقد يظهر التَّقَشُّر على هيئة فقاعات أو شقوق، أو تغير في اللون مع تكون فقاعات، أو بثور، أو حتى تشوه في الطبقة السطحية للوحة الدوائر. وعند حدوث التَّدَرُّج، إذا لم يتم اكتشافه ومعالجته، فقد يؤدي إلى زيادة امتصاص الرطوبة داخل لوحة الدوائر، مما يسرع من حدوث أضرار إضافية، وينتج عنه في النهاية فقدان وظيفة اللوحة بالكامل.

من خلال النظر إلى بعض المواد المستخدمة بشكل شائع، تُستخدم مواد لوحية مثل مادة FR-4 أو البولي إيمييد كمواد أساسية للوحة الدوائر المطبوعة (PCB). هذه الرقائق واللصقات وأوراق النحاس مهندسة بدقة لكنها تظل عرضة للتلف. وعند التعرض للرطوبة الزائدة أو دورة حرارية، يمكن أن تؤدي حتى مواد الرقائق العالية الجودة إلى الانفصال إذا لم تُصنع وتُعالج بشكل سليم.

لماذا يُعد تقشر لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) مشكلة حرجة؟

لماذا يحظى التقشر باهتمام كبير في عالم لوحات الدوائر المطبوعة؟ ببساطة: إذا حدث التقشر، فقد تفشل اللوحة بالكامل. حيث تُعد لوحة الدوائر المطبوعة المكوِّن الأساسي لنقل الإشارات والدوائر في كامل لوحة التحكم.

لماذا يُعد التقشر خطيرًا جدًا:

• الأعطال الكهربائية: أبسطها هو انقطاع مسارات الموصلات؛ ما يؤدي إلى فقدان التغذية أو البيانات، وحدوث أعطال عشوائية.
• نقاط الحرارة العالية: بما أن الفجوات الهوائية الناتجة عن التشقق تمتلك توصيل حراري منخفض، فإنها تُحدث 'نقاط ساخنة' محلية تؤدي في النهاية إلى تسريع فشل إضافي.
• الضعف الهيكلي: من الناحية الهيكلية، عندما تنفصل مواد لوحة الدوائر الكهربائية (PCB) الأساسية، تفقد قوتها الميكانيكية وتصبح عرضة للتشقق، خاصة أثناء التجميع أو إعادة العمل.
• الأضرار طويلة الأمد: يبقى الرطوبة داخل مادة لوحة الدوائر الكهربائية (PCB) تهاجم من الداخل، مما يؤدي إلى التآكل، والبقع البيضاء (measling)، وتفاقم التقرح. وهذا عامل ناتج عن البيئة الخارجية.
• المخاطر الخفية: حتى لو أن التشقق قد لا يتسبب في توقف الجهاز في البداية، فإنه يقلص عمر لوحة الدوائر الكهربائية (PCB)، ما يؤدي إلى فشل المنتجات قبل بلوغ عمرها الافتراضي بكثير، كما أن اللوحة تكون قد فقدت أداءها الأساسي الأكثر أهمية.

أسباب تشقق لوحة الدوائر الكهربائية (PCB): العوامل الرئيسية

إذا كنت ترغب في حل مشكلة التطبق، فابدأ من الأسباب.

فهم أسباب تشقق لوحة الدوائر الكهربائية (PCB) وأسباب حدوثه هو الخطوة الأولى للوقاية.

1. امتصاص الرطوبة والرطوبة النسبية

المواد الأساسية لوحات الدوائر المطبوعة تمتص الرطوبة—عادةً ما تكون ظاهرة امتصاص الرطوبة مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بعوامل مثل البنية الكيميائية ومسامية المواد المستخدمة، وكذلك الرطوبة البيئية. تحتوي قواعد لوحة الدوائر المطبوعة الشائعة، مثل FR-4 (مادة مركبة من نسيج زجاجي راتنج الإيبوكسي)، على مسام معينة ويمكنها امتصاص الرطوبة من الهواء. وهذا يعني أنها تمتص الرطوبة من البيئة، خاصة إذا تُركت اللوحة دون حماية في بيئة ذات رطوبة عالية. يمكن أن تتراكم الرطوبة الزائدة داخل القاعدة الخاصة باللوحة الدوائر المطبوعة وتتعرض للرطوبة أثناء التصنيع أو التخزين أو النقل. وبعد ذلك، عند التعرض لدرجات حرارة عالية خلال دورات اللحام، تتحول هذه الرطوبة إلى بخار.

• عندما يتم تسخين الرطوبة المحبوسة في اللوحة الدوارة (PCB) إلى ما بعد نقطة غليان الماء، فإنها تُولِّد ضغطًا داخليًا قويًا. وإذا لم تستطع الطبقة العازلة (اللامينيت) التخلص من هذا الضغط أو امتصاصه، تبدأ الطبقات بالانفصال، مما يؤدي إلى تدهور الأداء الكهربائي، وتمدد حراري غير متساوٍ، وضعف القوة الميكانيكية، بل وحتى مشاكل مثل الدوائر القصيرة الكهربائية، وفي النهاية يحدث تشقق كامل للطبقات.
• ظروف تخزين المواد العازلة (اللامينيت) أمر بالغ الأهمية. فعندما تزداد رطوبة الهواء، فإن ذلك يسرّع أيضًا من عملية امتصاص الرطوبة. وإذا امتص سطح الشريحة الرطوبة، فإن معدل امتصاص الرطوبة يزداد مع ارتفاع الرطوبة. وبالتالي، فإن عدم إحكام إغلاق اللوحات الدوارة (PCBs) في أكياس مفرغة من الهواء أو تحميصها قبل التجميع يُعد من الأسباب الرئيسية.
• يمكن أن تؤدي الرطوبة الموجودة في مادة اللوحة الدوارة (PCB) أيضًا إلى ظهور بقع بيضاء (انظر أدناه).

2. الإجهاد الحراري والمعالجة الحرارية

عندما تدخل اللوحة الدوائر المطبوعة مرحلة التجميع والمعالجة SMT، تتعرض كل لوحة لإجهاد حراري متكرر أثناء التجميع. وتُسخن المعالجة الحرارية (لحام إعادة الذوبان، لحام الموجة، الإصلاح) اللوحة إلى أكثر من 200°م. وبعد التأثر بدرجات الحرارة العالية، قد يحدث تقشر للطبقات إذا كانت المادة العازلة قديمة أو تحتوي على نوع راتنج خاطئ أو لم تُخبز بشكل مناسب.

• إن وجود ملف تعريف حراري ضعيف أو تجاوز درجة انتقال الزجاج Tg المحددة للراتنج (مثل استخدام مادة FR-4 بنوع خاطئ من Tg) يُعد من الأسباب الشائعة. لذلك، عند اختيار المواد، ينبغي أيضًا تقييم متطلبات التطبيق النهائي للمنتج واختيار درجة Tg مناسبة.
• بفعل دورة التغيرات الحرارية، يؤدي التمدد والانكماش في الطبقات إلى تفكيك الروابط تدريجيًا، خاصةً في لوحات HDI أو تلك التي تحتوي على موصلات نحاسية سميكة.

3. مشكلات التصنيع والمواد

• عمليات تصنيع ضعيفة : يمكن أن تسبب أي جزيئات أو زيوت أو عملية ترقق غير صحيحة أثناء ضغط اللوحة دائمًا انفصال الطبقات. في خطوط الإنتاج الآلية بالكامل اليوم، تم تقليل هذا العامل بشكل كبير.
• نوع Tg غير الصحيح : يجب أن تكون المادة FR-4 أو البولي إيميد متوافقة مع المعالجة الحرارية الفعلية لتجميعك.
• مواد لوح قديمة أو خارج المواصفات أو راتنج منتهي الصلاحية يمكن أن تؤدي إلى انفصال الطبقات . يُوصى باستخدام مواد من علامات تجارية دولية شائعة الاستخدام.
• مادة بنوع Tg غير صحيح : إذا كانت عملية إعادة التسخين تتزايد حرارتها باستمرار أكثر من تصنيف ركيزتك، فإن تكوّن فقاعات الانفصال ليس سوى مسألة وقت. كما ذُكر أعلاه، فإن اختيار الركيزة المناسبة حسب Tg يمكن أن يقلل من احتمالية حدوث هذه المشكلة.

4. المحفزات الميكانيكية والكيميائية

• ثني اللوحة أو التعامل معها بشكل سيء أو التعرض للصدمات قد يؤدي إلى انفصال الطبقات، خاصةً بعد أن تضعف الروابط بسبب الرطوبة أو الحرارة.
• يمكن أن تؤدي بقايا عوامل التنظيف، والتدفق، وقناع اللحام، إذا لم يتم تنظيفها بشكل صحيح، إلى تدهور الترابط بين الطبقة السطحية والقاعدة، مما يهيئ الظروف لحدوث التشقق.

المؤثرات الميكانيكية والكيميائية التي تُلاحظ عادةً في مراحل إعادة المعالجة والتصنيع النهائية، وتنجم عن عوامل خارجية.

جدول ملخص: أسباب تشقق لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)

البقع البيضاء والتشقق في لوحة الدوائر المطبوعة: أشكال مرتبطة بالتقشر

غالبًا ما يتم الخلط بين التقشر والبقع البيضاء والتشقق، لكنها تمثل عيوبًا مختلفة في عالم لوحات الدوائر المطبوعة — وكل منها له مجموعة من المخاطر والأسباب. هذه المشكلات الجودة لا تؤثر فقط على مظهر اللوحة، بل قد تؤثر أيضًا بشكل جسيم على أدائها الكهربائي وموثوقيتها.

البقع البيضاء وعيوب لوحة الدوائر المطبوعة

تُعرف البقع البيضاء بتكوين بقع بيضاء صغيرة جدًا نتيجة التقشر، وتحدث عادةً عند تقاطعات ألياف الزجاج في مادة قاعدة اللوحة. تظهر هذه البقع كنقاط بيضاء دقيقة تحت طبقة الحماية (سولدر ماسك) أو الطبقة الرقيقة، وغالبًا ما تُخطَأ على أنها حالة أولية من التقشر. توجد علاقة بين البقع البيضاء والتقشر في اللوحات، حيث أن كلاهما ناتج عن تدهور في المواد الرقيقة، وغالبًا ما يُحفَّز بزيادة الرطوبة في اللوحة أو عمليات تصنيع رديئة.

• تُسبب البقع البيضاء عادةً بسبب أكسدة أو تآكل الطبقة المعدنية على سطح اللوحة المطبوعة (مثل طبقة النحاس)، أو بسبب الرطوبة، أو قد تكون ناتجة عن طلاء غير مناسب أو معالجة سطحية خاطئة، خاصةً عند تعريض اللوحات لتغيرات حرارية مفاجئة أو صدمات حرارية أثناء عملية اللحام.
• عندما تحبس الرطوبة داخل مواد قاعدة اللوحة المطبوعة أو عندما تتعرض المواد لعملية بلمرة غير صحيحة، تظهر بقع بيضاء صغيرة. ومع مرور الوقت، يمكن أن تنمو هذه البقع، مما يؤدي إلى تشقق أكثر حدة إذا لم يتم التصدي لها.

التشقق السطحي

يُعرف التشقق بالنمط الشبكي من التشققات الدقيقة التي تمتد عبر الطبقة الأساسية للوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، وغالبًا ما ينتج عن إجهاد المواد، أو عدم التحكم السليم في النصوص والرسومات أثناء عملية اللحام، أو العمليات الميكانيكية غير السليمة مثل الحفر أو القطع الرديئة. وعلى عكس البقع البيضاء (Measling) التي تكون موضعية، فإن التشقق غالبًا ما يغطي مناطق أوسع، مما يخلق مظهرًا شبكيًا أو مشابهًا للشبكة تحت طبقة الحماية من اللحام. وبينما لا يؤدي التشقق دائمًا إلى الانفصال الطبقي، فإنه يُعد مؤشرًا مرئيًا على الإجهاد وقد يضعف المتانة الهيكلية للوحة.

عندما تكون الأشكال المرتبطة بالانفصال موضع قلق

• يمكن أن تؤدي البقع البيضاء (Measling) والتشقق إلى انفصال الطبقات إذا تعرضت اللوحة لمزيد من الإجهاد الحراري أو الميكانيكي، أو إذا تمددت الرطوبة المحبوسة أثناء التجميع أو الاستخدام.
• يجب عزل اللوحات التي تُظهر تشكل بقع بيضاء صغيرة جدًا منفصلة لفحصها واختبارها بشكل إضافي. ويجب إجراء فحوصات منتظمة للمشاكل أو اختبارات أساسية على المواد قبل الاستخدام.
• من خلال اعتماد تصميم علمي وعمليات تصنيع واختبار، يمكن تقليل معدل حدوث هذه المشكلات بشكل كبير، ويمكن تعزيز موثوقية واستقرار اللوحات المطبوعة على المدى الطويل.

جدول المقارنة السريعة: التبقع مقابل التشقق الشبكي مقابل التقشر

الآثار والنتائج المترتبة على تقشر لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)

لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، باعتبارها مادة إلكترونية عالية الدقة. إذا كانت النتائج المترتبة على التقشر وأشكاله المرتبطة في لوحات الدوائر المطبوعة بعيدة المدى، وتؤثر على الجوانب الكهربائية والحرارية والميكانيكية للجهاز. أبرز نتيجة مباشرة هي تدهور الخصائص الميكانيكية والكهربائية للوحة، بل وحتى فشل وظيفتها.

مشكلات الأداء الكهربائي

إن حدوث دوائر قصيرة أو دوائر مفتوحة هو الأكثر شيوعًا، كما أنهما من العلامات التشخيصية الروتينية التي تعكس بشكل أفضل ظاهرة التقشر.

• انقطاع الموصل: حيث تنفصل الموصلات أو المسارات عن المادة الأساسية تُصبح الدوائر مفتوحة، مما يؤدي إلى عطل الجهاز أو أعطال متقطعة.
• الدوائر القصيرة وCAF: يمكن أن يؤدي التشقق إلى تكوين مسارات جديدة لتكوين الخيوط الأنبوبية التوصيلية (CAF)، ما يربط بين عيون اللحام أو المسارات النحاسية.

الآثار الحرارية والهيكلية

غالبًا ما يتفاقم التشقق أثناء عملية اللحام عند التعرض للحرارة. أو قد تحدث شقوق وتغيرات هيكلية بسبب قوى خارجية.

• العزل الحراري: تقل فقاعات الهواء والفراغات من تدفق الحرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة وتدهور سريع للمكونات القريبة من المناطق المشققة.
• الضعف الميكانيكي: يفقد اللوح قدرته على الثني أو تحمل الأحمال الصدمية، مما يؤدي إلى التشقق وزيادة التشققات على نطاق واسع.

الرطوبة والتآكل

تأثير المواد الأساسية مثل FR-4 وCM-1 التي تمتص الرطوبة من الهواء في البيئات ذات الرطوبة العالية.

• إن احتجاز الرطوبة في اللوحة المطبوعة لا يؤدي فقط إلى التمدد عند التسخين، بل يمكنه أيضًا تسريع عملية التآكل، خاصةً في فتحات التوصيل النحاسية المكشوفة أو المسارات الموجودة في المنطقة المنفصلة.
• التعرض المتكرر للرطوبة العالية وظروف التخزين السيئة للمواد الطباقية يُمكّن من استمرار التدهور، مما يؤدي بذلك إلى.

التأثير على عمر المنتج وموثوريته

بالنسبة لشركة تصنيع لوحات مطبوعة على نطاق واسع، وعلى الرغم من تحسين الظروف الخارجية وإدارة القواعد التشغيلية التي تجنّب مشكلة الانفصال الطبقي، إلا أن حدوث هذه المشكلة سيكون له تأثير كبير على عمر اللوحة المطبوعة نفسها وعلى موثورية المنتجات النهائية.

• يؤدي الانفصال الطبقي وأشكاله المختلفة (مثل التشقق الدقيق والتشقق السطحي) إلى تقليل العمر الفعلي للوحة المطبوعة، ما يعني أن الأجهزة التي تجتاز اختبارات الأداء الأولية قد تبدأ بالفشل بعد أشهر أو سنوات، مما يقصر بشكل كبير عمر الخدمة للمنتج.
• قد تؤدي هذه الأعطال المخفية إلى عمليات استرجاع مكلفة وتضرر سمعة العلامة التجارية، عندما تفشل الأجهزة بشكل غير متوقع في الميدان.

كيفية معرفة ما إذا كانت لوحة الدوائر المطبوعة تالفة (أعراض وأنواع التشقق الطبقي)

أفضل طريقة لحل المشكلات هي منعها. إن معرفة أعراض تشقق لوحة الدوائر المطبوعة أمر بالغ الأهمية لاكتشاف المشكلة مبكرًا واحتوائها، ويمكننا تحديد المشكلة من خلال الأدلة التالية.

إشارات مرئية

• غالبًا ما تشير المنطقة المتغيرة اللون تحت قناع اللحام إلى تراكم الرطوبة أو بداية التشقق الطبقي.
• الفقاعات أو الانتفاخات على طول الطبقة السطحية أو عند نقاط التداخل الداخلية هي مؤشرات مباشرة.
• فقاعة التشقق الطبقي: منطقة منتفخة أو هشة تظهر مرتفعة عن سطح لوحة الدوائر المطبوعة.
• بقع بيضاء صغيرة مشققة: تشير إلى ظهور بقع صغيرة، خاصة بعد دورات الحرارة.

الأدلة الكهربائية والوظيفية

• فشل مفاجئ أو متقطع، خاصة بعد تعرّض اللوحة لدورات حرارة عالية.
• تعمل الدوائر الكهربائية بشكل خاطئ بعد لحام الانصهار أو الموجة بسبب توصيل العيون بشكل غير متوقع.
• قراءات مقاومة غريبة أو فقدان التوصيل عبر المسارات النحاسية.

دلائل ميكانيكية

• تُظهر اللوحات تشوهات غريبة أو انحناءات، أو شعورًا بـ"الليونة" عند التعامل معها بالقرب من المناطق المنفصلة.

السبب وآلية حدوث التشقق أثناء اللحام والمعالجة الحرارية

يجب أن تخضع كل لوحة دوائر مطبوعة (PCB) لعملية تركيب في درجات حرارة عالية، ولكن من المرجح جدًا حدوث التشقق خلال خطوات التركيب ذات درجات الحرارة العالية، وهناك عدة أسباب لتشقق اللوحات تربط بين التصميم والمواد والعملية. لذلك، يمكن تلخيص الروابط التي تحتاج إلى تحسين في تصنيع هذه اللوحة وتصميمها.

اللحام وإعادة الانصهار كمحفزات

• يعرض التصنيع الحراري مثل لحام الانصهار والموجة، الألواح لدرجات حرارة تفوق نقطة غليان الماء (100°م) وأحيانًا أكثر من 250°م. هذه الدرجة تمثل حدًا أدنى صعبًا لمقاومة اللوح للحرارة.
• يتبخر الرطوبة المحبوسة داخل قاعدة اللوح بسبب الحرارة، مما يولد ضغطًا داخليًا، وتحدث هذه الحالة عندما تكون هناك رطوبة متبقية في الطبقة الداخلية للوحة الدوائر المطبوعة.
• إذا تجاوز الضغط سعة التماسك اللاصقي، يحدث تشقق أو تَقَشُّر في الطبقات — خصوصًا في المناطق الأضعف مثل مداخل الثقوب أو حواف وسادات النحاس.

الأسباب الشائعة للتَقَشُّر أثناء التجميع:

• عدم كفاية درجة انتقال الزجاج (Tg) أو استخدامها بشكل غير صحيح في مواد الطبقة (مثل استخدام مادة FR-4 بنوع غير مناسب من Tg للّحام الخالي من الرصاص). في متطلبات تصنيع عملية اللوحات الإلكترونية، من المهم جدًا اختيار المواصفات والنماذج المناسبة لمادة القاعدة.
• اللوحات التي لم يتم خبزها مسبقًا أو تغليفها فراغيًا، وتعرضت للرطوبة قبل اللحام. في العمليات التصنيعية الحالية، نادرًا ما يُعد هذا العامل دافعًا كبيرًا. ومع ذلك، بالنسبة للمواد ذات التغليف المفتوح، يجب استهلاكها في أسرع وقت ممكن لتجنب فقدان المواد.
• مواد قاعدة لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) الرديئة التي امتصت الرطوبة أو تدهورت.

لماذا قد تحدث تقشر واسع النطاق

• إذا بدأ التقشر من نقطة لحام واحدة، فقد ينتشر إلى الخارج، مما يؤدي إلى تقشر واسع النطاق يؤثر على عدة طبقات من المادة الأساسية.

أنواع الاختبارات لقياس تقشر لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)

تُستخدم أنواع صارمة من الاختبارات لقياس التقشر في جميع أنحاء صناعة لوحات الدوائر المطبوعة، مما يتيح الكشف الاستباقي وضمان الجودة.

أساليب الاختبار الرئيسية

طرق الوقاية من التشقق والحلول

الحماية من التشقق تكون متعددة الجوانب، وتعتمد على التصميم والتخزين والمعالجة، بل وحتى علاقات الموردين.

اختيار التصميم والمواد

• بعد فهم الأداء النهائي وتطبيق المادة، قم بتحديد مادة FR-4 أو مواد لوحات الدوائر المطبوعة البديلة ذات درجة انتقال الزجاج (Tg) والمقاومة المناسبة للرطوبة.
• إذا كان المنتج يستخدم في بيئات رطبة عالية، استخدم راتنجات محسّنة أو طبّق طلاءات واقية ملائمة أثناء تجميع اللوحة.

ضوابط التصنيع والمعالجة

• الحفاظ على تحكم صارم في الرطوبة في مناطق التخزين والتصنيع، والتقيد الصارم بقواعد وإجراءات التشغيل.
• قم بتسخين جميع اللوحات لإزالة الرطوبة قبل اللحام، خاصة قبل عمليات التجميع التي تتطلب درجات حرارة عالية أو مرور متعدد.
• قم بمراجعة الموردين للتأكد من إمكانية تتبع المواد الخام، واطلب مواد ذات نوع صحيح من درجة انتقال الزجاج (Tg).

أفضل الممارسات في التجميع

• استخدم ملفات تعريف مناسبة بحيث لا تتجاوز الطبقة السطحية للوحة الدوائر أو النحاس الحدود القصوى المحددة من قبل الشركة المصنعة.
• اترك مهلة للتبريد بين دورات الحرارة لتقليل الإجهاد الناتج عن التمدد والانكماش.

التعامل الآمن

• قم بتعليم الموظفين التعامل بلطف وارتداء القفازات لتجنب التشققات الدقيقة.
• افحص بانتظام ظهور البقع أو الفقاعات أو مناطق التمزق البسيطة، وحال اكتشاف أي مواد غير طبيعية، يجب تصنيفها فورًا في منطقة المواد غير القابلة للاستخدام وتوجيه تعليمات بتخزينها.

مراقبة البيئة

• استخدم مستودعات خاضعة للتحكم المناخي لظروف تخزين المواد المصفحة.
• راقب باستخدام أجهزة استشعار الرطوبة ودرجة الحرارة لتجنب امتصاص الرطوبة.

خطوات إصلاح تشقق لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)

إذا حدث التشقق، يمكن لا يزال استعادة وظيفة بعض المواد من خلال إصلاح احترافي:

• اقم التشخيص باستخدام الفحص البصري أو الفحص بالموجات فوق الصوتية (SAM).
• أوقف التعامل الإضافي (لمنع انتشار الفقاعات أو الفجوات).
• نظف المنطقة بعناية—وتخلَّ عن استخدام المنظفات القوية التي تذيب المواد اللاصقة.
• احفر ثقب تفريغ صغير عند الحاجة لحقن راتنج الإبوكسي في المنطقة المشققة.
• حقن إيبوكسي عالي المواصفات وتطبيق ضغط انضغاطي.
• العلاج تحت درجة حرارة مضبوطة لاستعادة التماسك.
• إعادة الاختبار باستخدام اختبارات الاستمرارية الكهربائية واختبارات الإجهاد.

الأسئلة الشائعة

س: ما السبب الرئيسي للتَقَشُّر في الألواح متعددة الطبقات الحديثة؟

ج: العوامل الرئيسية التي قد تؤدي إلى التقشر اليوم هي الرطوبة غير المضبوطة في مادة اللوح والتخزين، واستخدام مواد طبقة علوية ذات درجة انتقال زجاجية (Tg) غير صحيحة أو غير كافية بالنسبة لعملية التجميع، وممارسات تصنيع أو طبقة رديئة.

س: كيف يمكنني منع التقشر إذا كان لا بد من خضوع الألواح لدورات لحام أو إعادة عمل متعددة؟

ج: استخدم مادة لوحة عالية الانتقال الزجاجي (high-Tg)، وراقب الرطوبة بدقة، وختمها بالفراغ بين العمليات، وقم بتسخين الألواح قبل تعريضها مجددًا لدرجات الحرارة العالية.

س: هل كل منطقة متحولة اللون أو كل فقاعة تدل على تقشر حرج؟

أ: ليس كل عيب بصري يتطلب التخلص. قد لا تؤدي البقع البيضاء الصغيرة المنفصلة (النقط البيضاء) دائمًا إلى تجزّؤ الطبقات، ولكن يجب دائمًا مراقبة انتشارها. غالبًا ما تشير التغيرات في اللون إلى احتجاز الرطوبة — لذا يجب معالجة الأسباب الجذرية قبل المضي قُدمًا في التجميع.

س: ما الفرق بين النقط البيضاء والتشقق الدقيق وانفصال الطبقات؟

ج: النقط البيضاء هي عبارة عن تشكل بقع بيضاء صغيرة، بينما يظهر التشقق الدقيق على هيئة شبكة من الشقوق الدقيقة، أما انفصال الطبقات فهو حدوث فصل مادي فعلي أو تكون بثور بين طبقات اللوحة المطبوعة (PCB) أو بين النحاس والركيزة.

س: هل يمكن أن تسبب مواد التنظيف غير المناسبة انفصال الطبقات؟

ج: نعم — فقد تؤدي المذيبات القوية بشكل خاص إلى تدهور التماسك في الطبقة السطحية للوحة المطبوعة (PCB) أو بين طبقاتها، مما يؤدي في النهاية إلى انفصال الطبقات.

س: لماذا تنفصل طبقات بعض مناطق اللوحة أكثر من غيرها؟

أ: غالبًا ما تبدأ التشققات في نقاط الإجهاد الحراري أو الميكانيكي — مثل الحواف، أو مجموعات الثقوب، أو حول عيون اللحام — خاصةً في المناطق ذات الكثافة العالية للموصلات أو حيث تكون قوة التصاق الطبقات منخفضة.

س: ما أنواع الاختبارات التي ينبغي أن تُدرج ضمن ضبط الجودة الواردة والصادرة الخاصة بنا للوحات الدوائر المطبوعة (PCBs)؟

ج: استخدم تحليل المقاطع المجهرية، وتحليل التمدد الحراري (TMA)، واختبار التحمل البيئي (IST)، واختبار التصوير الصوتي (SAM)، واختبار تعويم اللحام لقياس التشققات المحتملة والفعليّة في جميع الشِّحنات الحرجة. قم دائمًا بتوثيق أنواع الفشل وتتبّعها.

الخلاصة ومراجعة أفضل الممارسات

اللوحة المطبوعة (PCB) هي مادة إلكترونية تُعالج بدقة عالية. ولها متطلبات ومواصفات صارمة فيما يتعلق باختيار المواد والتخزين، ومراقبة العمليات، والتغليف الفراغي وتخزين المنتجات النهائية. وتُعد التشققات من آلية فشل معقدة ناتجة عن الرطوبة واختيار المواد غير المناسبة، وضعف عمليات التصنيع، ومعالجة الحرارة بشكل غير سليم. وتنبع كوارث مثل التشققات الواسعة النطاق، والأعطال الحقلية المفاجئة، وأحداث الاسترجاع من هذه الأسباب الرئيسية لتشقق اللوحة المطبوعة. وبعد تحديد المشكلة، يجب اختيار الحل المناسب، وتقليل الخسائر قدر الإمكان.

قائمتك للتحقق من الوقاية من التشقق:

• استخدم دائمًا مواد لوحة مناسبة ذات تصنيف Tg معتمد ومناسب لدرجات حرارة العمليات الخاصة بك.

• احتفظ بتحكم دقيق في طريقة تخزين مواد الطبقة والمكان الذي يتم فيه التخزين، وتأكد من أن جميع اللوحات المطبوعة —الداخلة أو الخارجة—تُعامل وفقًا لقواعد مناخية صارمة.

• قم بإعداد مراقبة الرطوبة، ولا تتجاهل خطوة التحميص المسبق، خاصةً بالنسبة للوحات التي قد تكون امتصت الرطوبة.

• اختر موردين لديهم شهادات قوية لعملياتهم وموادهم، وقم بمراجعتهم بانتظام.

• درّب كل شخص يتولى التعامل مع اللوحات أو تجميعها على ماهية التشقق الطبقي وكيفية منعه وهذا يعني تعليمهم كيفية اكتشاف أي شيء يبدو أو يتصرف بشكل غير طبيعي والإبلاغ عنه.

• نفّذ اختبارات قوية وموثوقة للتحقق من وجود تشقق طبقي كجزء من عمليات الفحص العادية والرقابة النهائية على الجودة.