Im Miniaturisierungs- und Komplikationsprozess moderner elektronischer Geräte spielt PCB (Printed Circuit Board) eine entscheidende Rolle. Als Brücke zwischen elektronischen Komponenten sorgt PCB für eine effektive Signalübertragung und eine stabile Stromversorgung. Während des präzisen und komplexen Herstellungsprozesses treten jedoch von Zeit zu Zeit verschiedene Mängel auf, die die Leistung und Zuverlässigkeit der Produkte beeinträchtigen. In diesem Artikel werden die häufigsten Fehlerarten von Leiterplatten und die Gründe dafür besprochen und ein detaillierter „Gesundheitscheck“-Leitfaden für das Design und die Herstellung elektronischer Produkte bereitgestellt.
1. Kurzschluss und Unterbrechung
Ursachenanalyse:
Designfehler: Nachlässigkeit während der Designphase, wie z. B. enge Routingabstände oder Ausrichtungsprobleme zwischen Schichten, kann zu Kurzschlüssen oder Unterbrechungen führen.
Herstellungsprozess: Unvollständiges Ätzen, Bohrfehler oder auf dem Pad verbleibender Lötstopplack können zu Kurzschlüssen oder Unterbrechungen führen.
2. Defekte der Lötmaske
Ursachenanalyse:
Ungleichmäßige Beschichtung: Wenn der Lötstopplack während des Beschichtungsprozesses ungleichmäßig verteilt wird, kann die Kupferfolie freigelegt werden, was die Gefahr von Kurzschlüssen erhöht.
Schlechte Aushärtung: Eine unsachgemäße Kontrolle der Einbrenntemperatur oder -zeit führt dazu, dass der Lötstopplack nicht vollständig aushärtet, was seinen Schutz und seine Haltbarkeit beeinträchtigt.
3. Defekter Siebdruck
Ursachenanalyse:
Druckgenauigkeit: Die Siebdruckausrüstung weist eine unzureichende Genauigkeit oder eine fehlerhafte Bedienung auf, was zu verschwommenen, fehlenden oder versetzten Zeichen führt.
Probleme mit der Tintenqualität: Die Verwendung minderwertiger Tinte oder eine schlechte Kompatibilität zwischen Tinte und Platte beeinträchtigt die Klarheit und Haftung des Logos.
4. Lochfehler
Ursachenanalyse:
Bohrabweichung: Bohrerverschleiß oder ungenaue Positionierung führen dazu, dass der Lochdurchmesser größer wird oder von der vorgesehenen Position abweicht.
Unvollständige Kleberentfernung: Das restliche Harz wird nach dem Bohren nicht vollständig entfernt, was die anschließende Schweißqualität und elektrische Leistung beeinträchtigt.
5. Trennung und Schäumen zwischen den Schichten
Ursachenanalyse:
Thermische Belastung: Die hohe Temperatur während des Reflow-Lötprozesses kann zu einer Diskrepanz zwischen den Ausdehnungskoeffizienten verschiedener Materialien und damit zu einer Trennung zwischen den Schichten führen.
Durchdringen von Feuchtigkeit: Nicht ausreichend eingebrannte Leiterplatten nehmen vor dem Zusammenbau Feuchtigkeit auf und bilden beim Löten Dampfblasen, die zu Blasenbildung im Inneren führen.
6. Schlechte Beschichtung
Ursachenanalyse:
Ungleichmäßige Beschichtung: Eine ungleichmäßige Verteilung der Stromdichte oder eine instabile Zusammensetzung der Beschichtungslösung führen zu einer ungleichmäßigen Dicke der Kupferbeschichtungsschicht, was sich auf die Leitfähigkeit und Lötbarkeit auswirkt.
Verschmutzung: Zu viele Verunreinigungen in der Galvanisierungslösung beeinträchtigen die Qualität der Beschichtung und führen sogar zu Nadellöchern oder rauen Oberflächen.
Lösungsstrategie:
Als Reaktion auf die oben genannten Mängel werden unter anderem folgende Maßnahmen ergriffen:
Optimiertes Design: Nutzen Sie fortschrittliche CAD-Software für präzises Design und unterziehen Sie sich einer strengen DFM-Prüfung (Design for Manufacturability).
Verbessern Sie die Prozesskontrolle: Stärken Sie die Überwachung während des Produktionsprozesses, z. B. durch den Einsatz hochpräziser Geräte und die strenge Kontrolle der Prozessparameter.
Materialauswahl und -management: Wählen Sie hochwertige Rohstoffe aus und sorgen Sie für gute Lagerbedingungen, um zu verhindern, dass Materialien feucht werden oder sich verschlechtern.
Qualitätsprüfung: Implementieren Sie ein umfassendes Qualitätskontrollsystem, einschließlich AOI (automatische optische Inspektion), Röntgeninspektion usw., um Fehler rechtzeitig zu erkennen und zu beheben.
Durch ein umfassendes Verständnis häufiger PCB-Leiterplattenfehler und ihrer Ursachen können Hersteller wirksame Maßnahmen ergreifen, um diese Probleme zu verhindern, wodurch die Produktausbeute verbessert und die hohe Qualität und Zuverlässigkeit elektronischer Geräte sichergestellt wird. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie gibt es viele Herausforderungen im Bereich der Leiterplattenherstellung, aber durch wissenschaftliches Management und technologische Innovation werden diese Probleme nach und nach überwunden.