يستطيع المقطع المصقول للوحة PCB أن يكشف حالة داخلية لا يظهرها الاختبار الكهربائي أو صورة السطح. فقد يوضح النحاس داخل ثقب مطلي، أو اتصال طبقة داخلية، أو واجهة microvia، أو المسافة بين العوازل، أو حالة الراتنج، أو انفصالاً مخفياً داخل اللوحة.
لكن الصورة المقنعة تحت المجهر لا تثبت تلقائياً أن كل دفعة الإنتاج مطابقة. فهي تمثل عينة وموقعاً ومستوى قطع محددة بعد تحضير إتلافي. لذلك تعتمد قيمة المقطع كدليل في تصنيع PCB على اختيار العينة الصحيحة، وضبط طريقة التحضير، وتحديد معيار القبول قبل بدء الفحص.
ابدأ بالسؤال: هل الهدف قبول دفعة اعتيادية، أم تحليل فشل، أم تأهيل عملية، أم فحص بنية خاصة؟ لا تستطيع الصورة نفسها الإجابة عن الأهداف الأربعة ما لم يصمم اختيار العينات والتقييم لهذا الغرض.
1. المقطع المجهري فحص إتلافي لمستوى واحد
تبدأ العملية باقتطاع coupon أو منطقة من اللوحة، ثم تثبيتها داخل مادة مناسبة، وطحنها باتجاه الخاصية المطلوبة، وصقل السطح، وفحص البنية المكشوفة بالتكبير. تنشر IPC طريقة IPC-TM-650 2.1.1F للتحضير اليدوي أو شبه الآلي أو الآلي، وتشمل العينة والتثبيت والمحاذاة والطحن والصقل واعتبارات التقييم.
يؤثر اتجاه القطع في النتيجة. يكشف المقطع المحوري عبر الثقب المطلي علاقات تختلف عن المقطع العرضي. وإذا لم يمر الطحن عبر مركز الخاصية، فقد تبدو سماكة الجدار أو الحلقة أو شكل الواجهة مختلفة. في حالة فشل موضعي، يفضل تحديد المستوى بعد الخرائط الكهربائية أو X-ray أو الفحص البصري أو دليل غير إتلافي آخر.
تحذير التحضير: قد يسبب تلطخ المادة أو تدوير الحافة أو اقتلاع جزء منها أو الخدوش أو الحفر الزائد أو الحرارة أو الطحن بعيداً عن المركز أثراً مصطنعاً أو يخفي عيباً حقيقياً. يجب أن يميز التقرير بين حالة المنتج والضرر الناتج عن التحضير.
2. حدد الدليل قبل اختيار العينة
في القبول الاعتيادي يمكن لـtest coupon أن يمثل عمليات مختارة في panel بطريقة مضبوطة. تنشر IPC موارد لتصاميم AB وAB/R وD coupons الشائعة، بما في ذلك الثقوب النافذة والـblind والـburied vias والـmicrovias المتراكبة أو المتعاقبة. ومع ذلك يجب أن يتوافق coupon مع المواصفة والـpanel والبنية ووثائق الشراء.
لا يحل coupon محل المنتج في جميع الحالات. إذا كان القلق متعلقاً بثقب connector أو توزيع نحاس موضعي أو بنية غير ممثلة في coupon أو تلف في موضع بعينه، فقد يكون المقطع من لوحة الإنتاج أكثر فائدة. وفي المقابل قد يؤدي قطع لوحة جيدة عشوائياً بعد حدوث فشل إلى إتلاف الدليل من دون الوصول إلى الموقع المشتبه به.
| هدف الفحص | العينة المحتملة | السؤال المطلوب |
|---|---|---|
| قبول الدفعة | Panel coupon محدد | هل يمثل بنية المنتج والعمليات المطلوبة؟ |
| اعتماد العينة الأولى | Coupon مع خصائص مختارة من المنتج | أي واجهات خاصة بالتصميم تحتاج دليلاً قبل الإنتاج الكمي؟ |
| تحليل الفشل | منطقة الفشل المحددة وعينة مقارنة | هل حفظ موقع الفشل الحقيقي وحدد قبل القطع؟ |
| تأهيل العملية | Coupons محددة قبل التهيئة وبعدها | ما نافذة العملية وحالة الإجهاد الخاضعة للتقييم؟ |
| بنية خاصة | Via أو ثقب أو cavity أو interface ممثل | هل توجد البنية نفسها داخل coupon القياسي؟ |
3. ما الذي يمكن أن يكشفه مقطع PCB؟
تسرد IPC-A-600 خصائص داخلية مثل الفراغات والشقوق في laminate، ومحاذاة الطبقات، والانفصال، وetchback، وإزالة smear، والمسافات بين الطبقات، وانكماش الراتنج، وانفصال جدار الثقب، وفراغات الطلاء، والنتوءات، والشقوق، والحلقة الداخلية، وسماكة طلاء النحاس، وwrap plating، وcap plating، وهياكل الثقوب المعبأة. يجب التأكد من المراجعة الحالية عبر جدول مراجعات IPC.
ترتبط هذه المشاهدات مباشرة بمراحل تصنيع PCB. يؤثر الحفر وdesmear في جدار الثقب، ويكون النحاس الكيميائي والكهربائي الجدار الموصل، ويتحكم التصفيح في الترابط والمسافات، ويؤثر التصوير والحفر في المحاذاة، وتشكل التعبئة والتسوية بنية via-in-pad.
| الخاصية الظاهرة | ما يمكن تقييمه | ما لا تثبته الصورة وحدها |
|---|---|---|
| جدار الثقب المطلي | استمرارية النحاس والسماكة الموضعية والفراغات والنتوءات والشقوق وحالة الجدار | كل موضع حول المحيط وكل ثقب في الدفعة |
| اتصال الطبقة الداخلية | المحاذاة والحلقة والانفصال وإزالة العازل | الأداء الكهربائي في كل ظروف التشغيل |
| Stack-up متعدد الطبقات | ترتيب الطبقات والمسافات الموضعية والربط والفراغات والشقوق والانفصال | تجانس panel كله أو هوية المواد من دون السجلات |
| Microvia أو via معبأ | اتصال target والتعبئة والواجهات والغطاء والهندسة الموضعية | الموثوقية في thermal cycling من صورة غير مجهدة |
| موصل خارجي | سماكة النحاس الموضعية وشكل الحفر الكيميائي | الحد الأدنى للهندسة في جميع مواقع الإنتاج |
قاعدة التفسير: صف ما يظهر أولاً قبل إسناد السبب. الانفصال عند واجهة ما هو ملاحظة؛ أما تحديد ما إذا كان الحفر أو desmear أو الطلاء أو التصفيح أو الإجهاد الحراري أو التحضير هو السبب فيحتاج إلى دليل إضافي.
4. يحتاج الثقب المطلي إلى أكثر من رقم واحد
من السهل نقل قراءة واحدة لسماكة النحاس ومن السهل أيضاً إساءة فهمها. يجب أن يحدد التقرير الثقب أو coupon واتجاه القطع ومواقع القياس وحالة التهيئة والتكبير والمواصفة والنتيجة. وتفسر السماكة الموضعية مع الاستمرارية والفراغات وحالة الجدار وواجهات الطبقات والحلقة وأي تهيئة حرارية مطلوبة.
يجب أن يفرق الرسم بين حجم drill وحجم الثقب النهائي وأن يحدد إن كانت الخاصية PTH أوNPTH أوpress-fit أوslot أوblind أوburied أوmicrovia. يشرح دليل ثقوب وفتحات PCB لماذا تغير الوظيفة مسار التصنيع.
لا تنسخ قيمة طلاء عامة من مشروع مختلف. تضع IPC-6012F متطلبات التأهيل والأداء للوحات الصلبة، لكن يجب تحديد الفئة والملحق والاستثناءات وتكرار الفحص والتهيئة ومتطلبات العميل في وثائق الشراء. يساعد جدول المحتويات المنشور في العثور على الموضوع ولا يحل محل النسخة المضبوطة من المعيار.
5. تغير اللوحات متعددة الطبقات والـvias خطة الفحص
لا يكفي مقطع PTH تقليدي لتأهيل كل بنية HDI. قد تحتاج الـblind والـburied vias والـmicrovias المتراكبة أو المتعاقبة والثقوب ذات backdrill والـvias المعبأة بالنحاس أو الراتنج والبنى ذات التصفيح المتسلسل إلى coupons واتجاهات وتهيئة وأدلة مختلفة.
يربط دليل تصنيع PCB متعدد الطبقات بين stack-up والتصفيح والحفر والمحاذاة. وفي الهياكل المعبأة والمغطاة يوضح دليل via-in-pad ضرورة تقييم التعبئة والتسوية والغطاء النحاسي وسطح pad والتجميع معاً.
خطأ شائع: طلب «تقرير microsection» من دون تسمية الخاصية الحرجة. قد يقدم المختبر صورة سليمة تماماً لثقب نافذ عادي بينما يقع الخطر في microvia متراكم أو انتقال backdrill أو ثقب press-fit أو واجهة تصفيح موضعية.
6. تحدد العينة مدى صلاحية الاستنتاج
المقطع المجهري فحص موضعي وإتلافي. يقدم coupon المقبول دليلاً على هذا coupon وعلى العمليات التي صمم لتمثيلها، ولا يثبت منطقياً أن كل ثقب أو لوحة متطابق. كما أن مقطعاً واحداً فاشلاً لا يفسر الدفعة كلها قبل دراسة الموقع والتكرار وتاريخ العملية وعينات المقارنة.
يجب أن تربط إمكانية التتبع الصورة بالطلب ورقم الجزء والمراجعة والدفعة والـpanel والـcoupon وموقع اللوحة ونوع الثقب أو via وحالة التهيئة وطريقة التحضير والتاريخ والمقيّم. وهذا مهم خصوصاً في مراقبة جودة PCB manufacturing واعتماد العينة الأولى.
7. يسمح التقرير المفيد لمهندس آخر بإعادة بناء القرار
لا ينبغي أن يتكون التقرير من صورة مقتصة وكلمة PASS. يجب أن يحدد العينة والمراجعة والدفعة، وهدف الفحص، والوثيقة ومراجعتها، والعينة والتهيئة، واتجاه القطع، والخاصية ومواقع القياس، وصوراً عامة ومفصلة، والملاحظات والقياسات، والنتيجة، والاستثناءات، والمراجع.
في تحليل الفشل يجب حفظ العرض الأصلي وتسلسل التعامل مع الدليل. سجل النتائج الكهربائية والصور وموقع اللوحة والتاريخ الحراري أو الميكانيكي ونتائج الفحوص غير الإتلافية قبل القطع. يقدم مقال عيوب تصنيع PCB الشائعة إطاراً لفصل الملاحظة عن السبب المحتمل والتحقق والاحتواء والإجراء التصحيحي.
8. ما الذي يجب أن يضعه المشتري في حزمة الشراء؟
حدد معيار المنتج ومراجعته، والفئة والملحق، ونوع اللوحة، والـvias والثقوب الخاصة، والـcoupons المطلوبة، والتهيئة، وتكرار العينات، والخصائص المطلوب تقييمها، وشكل التقرير، والاحتفاظ بالمقاطع أو تسليمها، ومسار اعتماد الاستثناءات. لا تؤجل هذه القرارات حتى تصبح اللوحات جاهزة للشحن.
تدعم EazyPCB تصنيع PCB ومراجعة stack-up وDFM وفحص النماذج والإنتاج وتنسيق الأدلة للهياكل الخاصة. للمراجعة أرسل بيانات التصنيع والرسم وstack-up وجدول الثقوب وتعريفات الـvias والكمية والمواصفة وسجلات الفحص المطلوبة عبر صفحة الاتصال.
