A PCB لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) هي مكون إلكتروني أساسي، وغالبًا ما يُشار إليها بالدائرة المطبوعة أو لوحة الأسلاك المطبوعة. تُحدد جودة لوحة الدوائر المطبوعة أداء المكونات الإلكترونية بشكل كبير، مما يجعل اختبارها جزءًا أساسيًا من عملية إنتاجها. عادةً ما يُحدد الاختبار العيوب الوظيفية، مثل الفتحات والقصر الكهربائي وغيرها من المشاكل التي يصعب رؤيتها. لضمان نجاح أي تصميم منتج، يلزم إجراء جولات اختبار متعددة. يُساعد اختبار لوحة الدوائر المطبوعة على تقليل المشاكل الرئيسية، وتحديد الأخطاء الصغيرة، وتوفير الوقت، وخفض التكاليف الإجمالية.
يُستخدم اختبار لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) بشكل رئيسي لمعالجة المشاكل المحتملة خلال مراحل التصنيع والإنتاج النهائي. كما يُمكن تطبيق هذه الاختبارات على النماذج الأولية أو التجميعات صغيرة الحجم لتحديد المشاكل المحتملة في المنتج النهائي.
طرق اختبار لوحات الدوائر المطبوعة العارية
1. اختبار AOI (التفتيش البصري التلقائي)
تُستخدم معدات AOI على نطاق واسع في مختلف الصناعات، بما في ذلك تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB)، كأداة رئيسية لضمان الجودة. في عملية إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة، تُستخدم AOI لاختبار آثار النحاس المحفورة على لوحة الدوائر المطبوعة بعد إنشاء النمط. يقوم الجهاز بمسح الآثار على اللوحة ومقارنتها بملفات التصميم. ثم يحدد أي اختلافات بين أنماط اللوحة الفعلية والبيانات المخزنة، مع تسليط الضوء على مواطن العيوب. يقوم المفتش بالتأكيد النهائي ومعالجة هذه العيوب، مُكملاً بذلك عملية التفتيش.
2. اختبار المسبار الطائر
اختبار المسبار الطائر هو طريقة اختبار معترف بها وفعّالة للغاية، إذ يمكنها تحديد مشاكل الجودة في الإنتاج بفعالية. وقد أثبتت هذه الطريقة فعاليتها من حيث التكلفة في الصناعة لتحسين معايير لوحات الدوائر المطبوعة. يستخدم اختبار المسبار الطائر مسبارين مستقلين أو أكثر، يعملان بدون نقاط اختبار ثابتة. يتم التحكم في هذه المجسات كهروميكانيكيًا وتتحرك بناءً على تعليمات برمجية محددة. ونتيجة لذلك، يتميز اختبار المسبار الطائر بتكلفة أولية منخفضة، إلا أن كفاءته أقل من اختبار التثبيت، حيث تختبر المجسات نقطة واحدة في كل مرة. تُعد هذه الطريقة مثالية لطلبات الدفعات الصغيرة.
3. اختبار التركيبات
التركيب هو جهاز اختبار متخصص مصمم بناءً على تصميم لوحة الدوائر المطبوعة، ويُستخدم لاختبار استمرارية الأداء الكهربائي. يمكن أن يكون أحادي الجانب أو مزدوج الجانب.
يتطلب الاختبار الكهربائي للوحة الدوائر المطبوعة (PCB) إنشاء وحدة اختبار. تتصل المجسات المعدنية في الوحدة بالوسادات أو نقاط الاختبار على اللوحة. عند تشغيل اللوحة، يقيس جهاز الاختبار القيم النموذجية، مثل الجهد والتيار، لتحديد ما إذا كانت الدائرة قيد الاختبار تعمل بشكل صحيح. تتميز الاختبارات الكهربائية بكفاءتها العالية، إلا أن عيبها هو تكلفتها العالية، حيث يتطلب كل تصميم لوحة دوائر مطبوعة وحدة اختبار مختلفة. لذلك، يُعد اختبار الوحدات مناسبًا للطلبات كبيرة الحجم.
4. الفحص البصري اليدوي
يُعدّ الفحص البصري أكثر طرق الاختبار تقليدية، ويتميز بتكلفة أولية منخفضة وعدم الحاجة إلى تجهيزات اختبار. باستخدام عدسات مكبرة أو مجاهر معايرة، يتحقق المفتشون بصريًا من مطابقة لوحة الدوائر المطبوعة للمواصفات، ويحددون متى يلزم اتخاذ إجراءات تصحيحية.
هذه الطريقة مناسبة فقط للوحات الدوائر البسيطة. من عيوبها الرئيسية احتمالية الخطأ البشري، والتكاليف الباهظة على المدى الطويل، وعدم القدرة على اكتشاف العيوب بشكل مستمر، وصعوبة جمع البيانات. مع تزايد إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة، وتناقص مسافات التتبع وأحجام المكونات، يصبح الفحص البصري غير عملي بشكل متزايد.
(صورة-الفحص البصري اليدوي)
تصميم تركيبات اختبار PCB
لاختبار التركيبات، من الضروري تصميم فتحات تحديد المواقع على لوحة الدوائر المطبوعة. يجب أن يكون قطر الفتحات داخل لوحة الدوائر المطبوعة 1.5 مم على الأقل لتكون بمثابة فتحات تحديد مواقع للاختبار. بدون فتحات تحديد المواقع، قد تنحرف لوحة الدوائر المطبوعة أثناء الاختبار، مما يؤدي إلى نتائج غير دقيقة.
تُعدّ فتحات تحديد المواقع نقاطًا مرجعية لتصنيع لوحات الدوائر المطبوعة. هناك طرق مختلفة لتحديد مواقع الفتحات، حسب الدقة المطلوبة. يجب تحديد مواقع الفتحات على لوحة الدوائر المطبوعة باستخدام رموز بيانية محددة. في الحالات التي لا تكون فيها الدقة حرجة، يمكن استخدام فتحات تجميع أكبر داخل لوحة الدوائر المطبوعة كبدائل.
لتسهيل حفر لوحات الدوائر المطبوعة وتشكيلها خارجيًا، ولتسهيل اختبارها داخل الدائرة، يُفضل العديد من مُصنّعي لوحات الدوائر المطبوعة تضمين أربعة ثقوب غير مطلية لتحديد المواقع. عادةً ما تُصمم هذه الثقوب بدون طلاء، بأقطار 1.5 مم أو 2.0 مم. إذا كانت مساحة اللوحة ضيقة، فيجب وضع ثلاثة ثقوب على الأقل، وعادةً ما تكون مرتبة قطريًا.
بالنسبة للوحات الدوائر المطبوعة المُشكّلة، يُمكن التعامل مع اللوحة بأكملها كلوحة واحدة، مما يتطلب ثلاثة ثقوب تثبيت فقط، ويمكن وضع هذه الثقوب على طول حافة اللوحة. إذا لم يُدرج المُصمم هذه الثقوب، فسيُضيفها مُصنّع اللوحات تلقائيًا عند الإمكان دون التأثير على المسارات، أو قد يستخدم ثقوبًا غير مطلية موجودة للتثبيت.
