جلوگیری از ایجاد سوراخ در آبکاری و جوشکاری شامل آزمایش فرآیندهای تولید جدید و تجزیه و تحلیل نتایج است. حفره‌های آبکاری و جوشکاری اغلب علل قابل شناسایی دارند، مانند نوع خمیر لحیم یا مته مورد استفاده در فرآیند تولید. تولیدکنندگان برد مدار چاپی می‌توانند از تعدادی استراتژی کلیدی برای شناسایی و رفع علل رایج این حفره‌ها استفاده کنند.
۱. منحنی دمای رفلاکس را تنظیم کنید
یکی از راه‌های جلوگیری از ایجاد حفره در جوشکاری، تنظیم ناحیه بحرانی منحنی برگشت است. دادن مراحل زمانی مختلف می‌تواند احتمال تشکیل حفره‌ها را افزایش یا کاهش دهد. درک ویژگی‌های منحنی برگشت ایده‌آل برای جلوگیری موفقیت‌آمیز از ایجاد حفره ضروری است.
ابتدا، به تنظیمات فعلی برای زمان گرم شدن نگاه کنید. سعی کنید دمای پیش گرمایش را افزایش دهید یا زمان پیش گرمایش منحنی رفلاکس را طولانی‌تر کنید. ممکن است به دلیل گرمای ناکافی در ناحیه پیش گرمایش، سوراخ‌های لحیم ایجاد شود، بنابراین از این راهکارها برای رفع علت اصلی استفاده کنید.
مناطق حرارتی همگن نیز از عوامل رایج در ایجاد حفره‌های جوش داده شده هستند. زمان‌های کوتاه خیساندن ممکن است اجازه ندهد که تمام اجزا و نواحی تخته به دمای لازم برسند. سعی کنید برای این ناحیه از منحنی رفلاکس، زمان بیشتری در نظر بگیرید.
۲. از شار کمتری استفاده کنید
مقدار زیاد فلاکس می‌تواند باعث تشدید و معمولاً منجر به جوش شود. مشکل دیگر حفره اتصال: گاززدایی فلاکس. اگر فلاکس زمان کافی برای گاززدایی نداشته باشد، گاز اضافی به دام می‌افتد و یک حفره ایجاد می‌شود.
وقتی مقدار زیادی فلاکس به برد مدار چاپی اعمال شود، زمان لازم برای گاززدایی کامل فلاکس افزایش می‌یابد. مگر اینکه زمان گاززدایی بیشتری اضافه کنید، فلاکس اضافی منجر به ایجاد حفره‌های جوش خواهد شد.
اگرچه افزایش زمان گاززدایی می‌تواند این مشکل را حل کند، اما پایبندی به مقدار روان‌ساز مورد نیاز مؤثرتر است. این کار باعث صرفه‌جویی در انرژی و منابع شده و اتصالات را تمیزتر می‌کند.
۳. فقط از مته‌های تیز استفاده کنید
علت رایج سوراخ‌های آبکاری، سوراخکاری ضعیف است. مته‌های کند یا دقت پایین در سوراخکاری می‌تواند احتمال تشکیل خرده‌ها را در حین سوراخکاری افزایش دهد. وقتی این خرده‌ها به برد مدار چاپی می‌چسبند، نواحی خالی ایجاد می‌کنند که نمی‌توان آنها را با مس آبکاری کرد. این امر رسانایی، کیفیت و قابلیت اطمینان را به خطر می‌اندازد.
تولیدکنندگان می‌توانند این مشکل را با استفاده از مته‌های تیز و برنده حل کنند. یک برنامه منظم برای تیز کردن یا تعویض مته‌ها، مثلاً هر سه ماه یکبار، تعیین کنید. این نگهداری منظم، کیفیت ثابت حفاری درون سوراخ را تضمین کرده و احتمال ایجاد خرده سنگ را به حداقل می‌رساند.
۴. طرح‌های قالب مختلف را امتحان کنید
طراحی قالب مورد استفاده در فرآیند reflow می‌تواند به جلوگیری از ایجاد حفره‌های جوش کمک کند یا مانع آن شود. متأسفانه، هیچ راه حل یکسانی برای انتخاب طراحی قالب وجود ندارد. برخی از طرح‌ها با خمیر لحیم، فلاکس یا انواع مختلف PCB بهتر کار می‌کنند. ممکن است برای یافتن انتخابی برای یک نوع برد خاص، به کمی آزمون و خطا نیاز باشد.
یافتن موفقیت‌آمیز طرح قالب مناسب نیازمند یک فرآیند آزمایش خوب است. تولیدکنندگان باید راهی برای اندازه‌گیری و تحلیل تأثیر طراحی قالب بر حفره‌ها پیدا کنند.
یک روش قابل اعتماد برای انجام این کار، ایجاد دسته‌ای از PCBها با طرح قالب خاص و سپس بررسی کامل آنها است. برای انجام این کار از چندین قالب مختلف استفاده می‌شود. بررسی باید نشان دهد که کدام طرح‌های قالب‌بندی دارای تعداد متوسط سوراخ‌های لحیم هستند.
یک ابزار کلیدی در فرآیند بازرسی، دستگاه اشعه ایکس است. اشعه ایکس یکی از راه‌های یافتن حفره‌های جوش داده شده است و به ویژه هنگام کار با PCB های کوچک و فشرده مفید است. داشتن یک دستگاه اشعه ایکس مناسب، فرآیند بازرسی را بسیار آسان‌تر و کارآمدتر می‌کند.
۵. کاهش نرخ حفاری
علاوه بر تیزی مته، سرعت سوراخکاری نیز تأثیر زیادی بر کیفیت آبکاری خواهد داشت. اگر سرعت مته خیلی زیاد باشد، دقت را کاهش داده و احتمال تشکیل خرده چوب را افزایش می‌دهد. سرعت بالای سوراخکاری حتی می‌تواند خطر شکستگی PCB را افزایش دهد و یکپارچگی ساختاری را تهدید کند.
اگر بعد از تیز کردن یا تعویض مته، هنوز سوراخ‌هایی در پوشش وجود دارد، سعی کنید سرعت سوراخکاری را کاهش دهید. سرعت‌های پایین‌تر به زمان بیشتری برای ایجاد سوراخ و تمیز کردن کامل آن نیاز دارند.
به خاطر داشته باشید که روش‌های تولید سنتی امروزه گزینه مناسبی نیستند. اگر راندمان در افزایش نرخ سوراخکاری مد نظر باشد، چاپ سه‌بعدی می‌تواند انتخاب خوبی باشد. بردهای مدار چاپی سه‌بعدی با راندمان بیشتری نسبت به روش‌های سنتی تولید می‌شوند، اما با همان دقت یا بالاتر. انتخاب یک برد مدار چاپی سه‌بعدی ممکن است اصلاً نیازی به سوراخکاری نداشته باشد.
۶. از خمیر لحیم با کیفیت بالا استفاده کنید
طبیعی است که به دنبال راه‌هایی برای صرفه‌جویی در هزینه در فرآیند تولید PCB باشیم. متأسفانه، خرید خمیر لحیم ارزان یا بی‌کیفیت می‌تواند احتمال تشکیل حفره‌های جوش را افزایش دهد.
خواص شیمیایی انواع مختلف خمیر لحیم بر عملکرد آنها و نحوه تعامل آنها با PCB در طول فرآیند رفلاکس تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، استفاده از خمیر لحیمی که حاوی سرب نیست ممکن است در حین خنک شدن منقبض شود.
انتخاب یک خمیر لحیم با کیفیت بالا مستلزم درک نیازهای PCB و الگوی مورد استفاده است. نفوذ خمیر لحیم ضخیم‌تر به الگویی با روزنه کوچکتر دشوار خواهد بود.
ممکن است آزمایش خمیر لحیم‌های مختلف همزمان با آزمایش قالب‌های مختلف مفید باشد. تأکید بر استفاده از قانون پنج گوی برای تنظیم اندازه روزنه قالب است تا خمیر لحیم با قالب مطابقت داشته باشد. این قانون بیان می‌کند که تولیدکنندگان باید از قالب‌هایی با روزنه‌های مورد نیاز برای جا دادن پنج گوی خمیر لحیم استفاده کنند. این مفهوم، فرآیند ایجاد پیکربندی‌های مختلف قالب خمیر برای آزمایش را ساده می‌کند.
۷. کاهش اکسیداسیون خمیر لحیم
اکسیداسیون خمیر لحیم اغلب زمانی رخ می‌دهد که هوا یا رطوبت زیادی در محیط تولید وجود داشته باشد. اکسیداسیون به خودی خود احتمال تشکیل حفره‌ها را افزایش می‌دهد و همچنین نشان می‌دهد که هوای اضافی یا رطوبت، خطر ایجاد حفره‌ها را بیشتر می‌کند. حل کردن و کاهش اکسیداسیون به جلوگیری از تشکیل حفره‌ها کمک می‌کند و کیفیت PCB را بهبود می‌بخشد.
ابتدا نوع خمیر لحیم مورد استفاده را بررسی کنید. خمیر لحیم محلول در آب به طور ویژه مستعد اکسیداسیون است. علاوه بر این، شار ناکافی خطر اکسیداسیون را افزایش می‌دهد. البته شار زیاد نیز مشکل‌ساز است، بنابراین تولیدکنندگان باید تعادلی پیدا کنند. با این حال، اگر اکسیداسیون رخ دهد، افزایش مقدار شار معمولاً می‌تواند مشکل را حل کند.
تولیدکنندگان برد مدار چاپی می‌توانند اقدامات زیادی برای جلوگیری از ایجاد سوراخ‌های آبکاری و جوشکاری روی محصولات الکترونیکی انجام دهند. حفره‌ها بر قابلیت اطمینان، عملکرد و کیفیت تأثیر می‌گذارند. خوشبختانه، به حداقل رساندن احتمال تشکیل حفره‌ها به سادگی تغییر خمیر لحیم یا استفاده از یک طرح شابلون جدید است.
با استفاده از روش آزمون-بررسی-تحلیل، هر تولیدکننده‌ای می‌تواند علت اصلی حفره‌ها را در فرآیندهای رفلاکس و آبکاری پیدا کرده و برطرف کند.
