מתעסקים בהלחמה ידנית ובבדיקת לוחות (Inspection) ברמה מקצועית? הנה אחד הכלים המגושמים, היקרים אבל גם החיוניים והמדהימים ביותר: מיקרוסקופ אופטי סטריאוסקופי ייעודי לאלקטרוניקה.

מה זה מיקרוסקופ סטריאו לאלקטרוניקה?

נתחיל בכמה הגדרות, למי שלא מכיר. למיקרוסקופ סטריאוסקופי (נקרא גם "דו-עיני" ובאנגלית Binocular), בניגוד למיקרוסקופ רגיל, יש שתי עיניות, וכל אחת "רואה" את האובייקט מזווית קצת אחרת. זה מאפשר לנו, במגבלות מסוימות, לראות בתלת-ממד. התחושה טבעית יותר, ולעתים זה גם קריטי כי בתמונה דו-ממדית, במיוחד אם היא ישירות מלמעלה, אנחנו עלולים לפספס מידע חשוב.

מה שהופך מיקרוסקופ לייעודי לאלקטרוניקה, בניגוד לביולוגיה למשל, הוא (א) האובייקט הנצפה לא מוגבל למשטח סטטי קטן, (ב) התאורה כמעט תמיד מלמעלה או מהצד ולא מלמטה, (ג) ההגדלה היא לרוב עד פי כמה עשרות "בלבד", ו-(ד) הכול נמצא רחוק מהעדשות. כלומר, אפשר לשים PCB בכל גודל על השולחן, ולעבוד עליו בנוחות יחסית עם מלחם או פינצטה תוך כדי התבוננות.

חלק מהדגמים ("Trinocular") תומכים גם בחיבור אופציונלי של מצלמת וידאו דיגיטלית ייעודית, על חשבון אחת משתי העיניות או – בדגמים עוד יותר יקרים – דרך אופטיקה מקבילה ונפרדת. כך אפשר לצלם בקלות את הלוח והרכיבים לצורכי תיעוד, ואפילו לעבוד בזמן אמת מול מסך המחשב במקום להיות צמודים לעיניות – אם כי, כאמור, כך הולך לאיבוד היתרון שבתלת-ממד. כמו כן, רוב המצלמות לא מתקרבות לאיכות הוויזואלית של האופטיקה ה"רגילה".

מי צריך את זה?

הרכיבים האלקטרוניים הנפוצים בתעשייה כיום כל כך קטנים, שאי אפשר להלחים אותם בנוחות ובאופן אמין בלי אמצעי עזר מכניים (כגון מכונות Pick-and-place) או אופטיים. אני לא אומר שזה לגמרי בלתי אפשרי, אבל זה לגמרי לא מעשי, במקרים שבהם ההלחמה היא לא האתגר הסופי אלא שלב ביצירה של מערכת פונקציונלית.

יש בשוק מגוון עצום של מכשירים אופטיים שיכולים לעזור בקטע הזה: החל מלופה (Loupe) זולה לתכשיטנות, דרך מיקרוסקופ דיגיטלי קטן בחיבור USB ועד ציוד מקצועי למעבדות שחוצה בקלילות את רף עשרת אלפים השקלים. כמו ברוב הסוגים של ציוד מעבדתי, האיכות והתועלת עומדים ביחס ישר למחיר. כדי לבדוק תיקון של הלחמות בודדות לעתים רחוקות, לצורכי תחביב, לופה סינית בדולר עם הגדלה של x2.5 יכולה להספיק בהחלט. כשמלחימים עשרות כרטיסים עם רכיבי TSSOP או קטנים יותר, כפי שאני עושה בימים אלה, נדרשים תותחים כבדים יותר.

מיקרוסקופ AmScope SM-3T

הדגם שקניתי הוא בהחלט כבד: כ-16 קילוגרם, רובם מתרכזים בבסיס המתכת המאסיבי ששומר על יציבות ההתקן. העיניות מספקות הגדלה קבועה של x10, ואילו עדשת העצם (Objective) מגדילה פי x0.7-x4.5 (ניתנת לכוונון רציף). כלומר, אם לא משתמשים בעדשות אופציונליות שדורשות החלפה ידנית, טווח ההגדלה הוא x7-x45 ולהתרשמותי זה טווח נוח ושימושי מאוד לעבודות הלחמה ובדיקה.

עם עדשה נוספת של x0.5 (טווח כולל x3.5-x22.5) אפשר להגביה מאוד את המתקן מעל ל-PCB (עד כדי כך שאני צריך למתוח את הגב כדי להתבונן דרך העיניות בישיבה), מה שיכול להיות מצוין למי שצריך המון חופש תנועה – לדוגמה לעבודה עם Blower. העדשה האופציונלית השנייה שקיבלתי, של x2 (טווח x14-x90), מחייבת להתקרב מאוד לאובייקט כך שהיא מתאימה רק לבדיקות ויזואליות, לא לעבודה, ונחוצה רק במקרים קיצוניים. אל ההתקן אפשר להצמיד גם טבעת נוריות LED שמתחברת עצמאית לחשמל, עם כוונון עוצמה שעוזר במניעת סנוור.

מיקרוסקופ סטריאוסקופי מסוג כזה מחייב את המשתמש להתבונן דרך העיניות בזווית מאוד מסוימת, אחרת התמונה המתקבלת חלקית או מטושטשת. זה לא נורא מסובך אבל מצריך קצת ניסוי וטעייה והתרגלות.

חשוב לציין שהמיקרוסקופ הזה גדול ותופס המון מקום – מסוג המכשירים שהייתם מצפים לראות במעבדת סלולר או במפעלי הייטק, בהחלט לא צעצוע לילדים או קנייה אימפולסיבית למייקרים מתחילים. מצד שני, כשלא עובדים על PCB, אפשר בהחלט להיעזר במיקרוסקופ כדי לבחון עצמים יומיומיים יותר, כמו גרגרי החול שבתמונה הבאה.

בונוס לא צפוי

קניתי את המיקרוסקופ בעיקר מתוך מחשבה על בדיקת לוחות PCB, כי הפתרונות האופטיים הזולים שניסיתי עד היום לא היו מספיק טובים כדי לזהות בקלות ובמהירות פגמים זעירים בהלחמות צפופות. אבל כשהתחלתי לעבוד איתו גיליתי לשמחתי משהו נוסף: כשרואים הכול גדול וברור ובתלת ממד, גם הדיוק של תנועות הידיים משתפר פלאים, ומסתבר שאפשר לבצע פעולות עדינות ביותר אפילו אם הידיים שלכם, כמו שלי, לא לגמרי יציבות. במילים אחרות, לא רק הבדיקה של הלוחות קלה יותר בזכות המיקרוסקופ, אלא גם התיקון של פגמים וגם הלחמות זעירות רגילות.

…מה שמעלה את השאלה, אולי כדאי לי להוסיף להיצע העסקי שלי גם שירותי הלחמה?