V procesu návrhu a výroby desek plošných spojů musí inženýři nejen předcházet nehodám při výrobě desek plošných spojů, ale také se musí vyvarovat chybám v návrhu. Tento článek shrnuje a analyzuje tyto běžné problémy s plošnými spoji a doufá, že každému pomůže při návrhu a výrobě.

Problém 1: Zkrat desky plošných spojů
Tento problém je jednou z běžných poruch, které přímo způsobí, že deska s plošnými spoji nebude fungovat, a existuje mnoho důvodů pro tento problém. Pojďme analyzovat jeden po druhém níže.

Největší příčinou zkratu PCB je nesprávný design pájecí podložky. V tomto okamžiku lze kulatou pájecí plošku změnit na oválný tvar, aby se zvětšila vzdálenost mezi body, aby se zabránilo zkratům.

Nevhodný návrh směru částí DPS také způsobí zkrat a nefunkčnost desky. Například, pokud je kolík SOIC rovnoběžný s cínovou vlnou, je snadné způsobit nehodu zkratu. V tomto okamžiku lze směr dílu vhodně upravit tak, aby byl kolmý na vlnu cínu.

Existuje ještě jedna možnost, která způsobí zkratové selhání DPS, a to automatická zásuvná ohnutá patka. Protože IPC stanoví, že délka kolíku je menší než 2 mm a existuje obava, že díly spadnou, když je úhel ohnuté nohy příliš velký, snadno dojde ke zkratu a pájený spoj musí být větší než 2 mm od obvodu.

Kromě tří výše uvedených důvodů existují také některé důvody, které mohou způsobit zkratové poruchy desky plošných spojů, jako jsou příliš velké otvory v substrátu, příliš nízká teplota cínové pece, špatná pájitelnost desky, porucha pájecí masky , a deska Znečištění povrchu atd. jsou poměrně častou příčinou poruch. Technici mohou porovnat výše uvedené příčiny s výskytem poruchy, odstranit a zkontrolovat jednu po druhé.

Problém 2: Na desce PCB se objevují tmavé a zrnité kontakty
Problém tmavé barvy nebo drobnozrnných spojů na DPS je většinou způsoben znečištěním pájky a přílišným množstvím oxidů přimíchaných v roztaveném cínu, které tvoří strukturu pájeného spoje, je příliš křehká. Pozor, neplést s tmavou barvou způsobenou použitím pájky s nízkým obsahem cínu.

Dalším důvodem tohoto problému je, že se změnilo složení pájky použité ve výrobním procesu a obsah nečistot je příliš vysoký. Je nutné přidat čistý cín nebo vyměnit pájku. Barevné sklo způsobuje fyzické změny v nahromadění vláken, jako je oddělení mezi vrstvami. Ale tato situace není způsobena špatnými pájenými spoji. Důvodem je příliš vysoké zahřívání substrátu, proto je nutné snížit teplotu předehřevu a pájení nebo zvýšit rychlost substrátu.

Problém 3: Pájené spoje desek plošných spojů jsou zlatožluté
Za normálních okolností je pájka na desce plošných spojů stříbrně šedá, ale občas se objeví zlaté pájené spoje. Hlavním důvodem tohoto problému je příliš vysoká teplota. V tuto chvíli stačí pouze snížit teplotu cínové pece.

Otázka 4: Špatnou desku ovlivňuje i prostředí
Vzhledem ke struktuře samotné DPS je snadné způsobit poškození DPS, když je v nepříznivém prostředí. Extrémní teplota nebo kolísající teplota, nadměrná vlhkost, vibrace o vysoké intenzitě a další podmínky jsou faktory, které způsobují snížení nebo dokonce sešrotování výkonu desky. Například změny okolní teploty způsobí deformaci desky. Dojde tedy ke zničení pájených spojů, k ohnutí tvaru desky nebo k porušení měděných stop na desce.

Na druhou stranu vlhkost ve vzduchu může způsobit oxidaci, korozi a rez na kovových površích, jako jsou odkryté stopy mědi, pájené spoje, podložky a vodiče součástí. Hromadění nečistot, prachu nebo úlomků na povrchu součástek a desek plošných spojů může také snížit proudění vzduchu a chlazení součástek, což způsobí přehřátí PCB a snížení výkonu. Vibrace, pád, náraz nebo ohýbání desku plošných spojů ji zdeformuje a způsobí vznik trhliny, zatímco vysoký proud nebo přepětí způsobí rozbití desky plošných spojů nebo rychlé stárnutí součástek a cest.

Problém 5: Přerušený obvod PCB
Když je stopa přerušena nebo když je pájka pouze na podložce a ne na vývodech součástek, může dojít k přerušení obvodu. V tomto případě nedochází k žádné adhezi nebo spojení mezi součástkou a PCB. Stejně jako ke zkratům může dojít i při výrobě nebo svařování a dalších operacích. Vibrace nebo natažení desky plošných spojů, jejich pád nebo jiné mechanické deformační faktory zničí stopy nebo pájené spoje. Podobně mohou chemikálie nebo vlhkost způsobit opotřebení pájky nebo kovových částí, což může způsobit prasknutí vývodů součástí.

Problém šest: uvolněné nebo špatně umístěné součásti
Během procesu přetavení mohou malé části plavat na roztavené pájce a nakonec opustit cílový pájený spoj. Mezi možné důvody posunutí nebo naklonění patří vibrace nebo odskoky součástek na pájené desce plošných spojů kvůli nedostatečné podpoře desky plošných spojů, nastavení přetavovací pece, problémy s pájecí pastou a lidská chyba.

Problém sedm: problém se svařováním
Níže jsou uvedeny některé z problémů způsobených špatnými postupy svařování:

Narušené pájené spoje: Pájka se před ztuhnutím pohybuje vlivem vnějších poruch. Je to podobné jako u studených pájených spojů, ale důvod je jiný. Lze to korigovat přihřátím a zajistit, aby pájené spoje nebyly při ochlazení zvenčí narušeny.

Studené svařování: Tato situace nastane, když pájku nelze správně roztavit, což má za následek drsné povrchy a nespolehlivé spoje. Vzhledem k tomu, že nadměrné množství pájky brání úplnému roztavení, mohou se objevit i studené pájené spoje. Náprava spočívá v opětovném zahřátí spoje a odstranění přebytečné pájky.

Pájecí můstek: K tomu dochází, když pájka kříží a fyzicky spojuje dva vodiče dohromady. Ty mohou vytvářet neočekávaná spojení a zkraty, které mohou způsobit spálení součástek nebo vypálení stop, když je proud příliš vysoký.

Pad: nedostatečné smáčení olova nebo olova. Příliš mnoho nebo příliš málo pájky. Podložky, které jsou vyvýšené v důsledku přehřátí nebo hrubého pájení.

Problém osm: lidská chyba
Většina vad při výrobě DPS je způsobena lidskou chybou. Ve většině případů mohou nesprávné výrobní procesy, nesprávné umístění komponentů a neprofesionální výrobní specifikace způsobit až 64 % závad výrobku, kterým lze předejít. Z následujících důvodů se možnost způsobení závad zvyšuje se složitostí obvodu a počtem výrobních procesů: hustě zabalené součástky; více vrstev obvodů; jemné zapojení; součásti pro povrchové pájení; silové a zemní plochy.

Každý výrobce nebo montážník sice doufá, že vyrobená PCB deska je bez závad, ale existuje tolik problémů s návrhem a výrobním procesem, které způsobují neustálé problémy s PCB deskami.

Mezi typické problémy a výsledky patří následující body: špatné pájení může vést ke zkratům, otevřeným obvodům, studeným pájeným spojům atd.; nesprávné vyrovnání vrstev desky může vést ke špatnému kontaktu a špatnému celkovému výkonu; špatná izolace měděných stop může vést ke stopám a stopám Mezi dráty je oblouk; pokud jsou měděné vodiče umístěny příliš těsně mezi prokovy, existuje riziko zkratu; nedostatečná tloušťka desky plošných spojů způsobí ohnutí a prasknutí.