Στη διαδικασία σχεδιασμού και παραγωγής PCB, οι μηχανικοί όχι μόνο πρέπει να αποτρέπουν ατυχήματα κατά την κατασκευή PCB, αλλά πρέπει επίσης να αποφεύγουν λάθη σχεδιασμού. Αυτό το άρθρο συνοψίζει και αναλύει αυτά τα κοινά προβλήματα PCB, ελπίζοντας να βοηθήσει στη σχεδίαση και την παραγωγή όλων των ανθρώπων.

Πρόβλημα 1: Βραχυκύκλωμα πλακέτας PCB
Αυτό το πρόβλημα είναι ένα από τα συνηθισμένα σφάλματα που προκαλούν άμεσα τη μη λειτουργία της πλακέτας PCB και υπάρχουν πολλοί λόγοι για αυτό το πρόβλημα. Ας αναλύσουμε ένα προς ένα παρακάτω.

Η μεγαλύτερη αιτία βραχυκυκλώματος PCB είναι ο ακατάλληλος σχεδιασμός του μαξιλαριού συγκόλλησης. Αυτή τη στιγμή, το στρογγυλό μαξιλαράκι συγκόλλησης μπορεί να αλλάξει σε οβάλ σχήμα για να αυξηθεί η απόσταση μεταξύ των σημείων για την αποφυγή βραχυκυκλωμάτων.

Η ακατάλληλη σχεδίαση της κατεύθυνσης των εξαρτημάτων PCB θα προκαλέσει επίσης βραχυκύκλωμα και αδυναμία λειτουργίας της πλακέτας. Για παράδειγμα, εάν η ακίδα του SOIC είναι παράλληλη με το κύμα κασσίτερου, είναι εύκολο να προκληθεί ατύχημα βραχυκυκλώματος. Αυτή τη στιγμή, η κατεύθυνση του τμήματος μπορεί να τροποποιηθεί κατάλληλα ώστε να είναι κάθετη στο κύμα κασσίτερου.

Υπάρχει μια άλλη πιθανότητα που θα προκαλέσει αστοχία βραχυκυκλώματος της πλακέτας, δηλαδή το λυγισμένο πόδι της αυτόματης πρίζας. Καθώς η IPC ορίζει ότι το μήκος του πείρου είναι μικρότερο από 2 mm και υπάρχει ανησυχία ότι τα εξαρτήματα θα πέσουν όταν η γωνία του λυγισμένου σκέλους είναι πολύ μεγάλη, είναι εύκολο να προκληθεί βραχυκύκλωμα και η άρθρωση συγκόλλησης πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 2 mm μακριά από το κύκλωμα.

Εκτός από τους τρεις λόγους που αναφέρθηκαν παραπάνω, υπάρχουν επίσης ορισμένοι λόγοι που μπορούν να προκαλέσουν αστοχίες βραχυκυκλώματος της πλακέτας PCB, όπως πολύ μεγάλες οπές υποστρώματος, πολύ χαμηλή θερμοκρασία φούρνου κασσίτερου, κακή συγκόλληση της πλακέτας, αστοχία της μάσκας συγκόλλησης , και η επιφανειακή ρύπανση κ.λπ., είναι σχετικά κοινές αιτίες αστοχιών. Οι μηχανικοί μπορούν να συγκρίνουν τις παραπάνω αιτίες με την εμφάνιση της αποτυχίας εξάλειψης και ελέγχου μία προς μία.

Πρόβλημα 2: Εμφανίζονται σκούρες και κοκκώδεις επαφές στην πλακέτα PCB
Το πρόβλημα του σκούρου χρώματος ή των μικρών κόκκων αρμών στο PCB οφείλεται κυρίως στη μόλυνση της συγκόλλησης και στα υπερβολικά οξείδια που αναμιγνύονται στο λιωμένο κασσίτερο, τα οποία σχηματίζουν τη δομή του συνδέσμου συγκόλλησης είναι πολύ εύθραυστη. Προσέξτε να μην το συγχέετε με το σκούρο χρώμα που προκαλείται από τη χρήση συγκόλλησης με χαμηλή περιεκτικότητα σε κασσίτερο.

Ένας άλλος λόγος για αυτό το πρόβλημα είναι ότι η σύνθεση της συγκόλλησης που χρησιμοποιείται στη διαδικασία κατασκευής έχει αλλάξει και η περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες είναι πολύ υψηλή. Είναι απαραίτητο να προσθέσετε καθαρό κασσίτερο ή να αντικαταστήσετε τη συγκόλληση. Το βιτρό προκαλεί φυσικές αλλαγές στη συσσώρευση ινών, όπως διαχωρισμό μεταξύ των στρωμάτων. Αλλά αυτή η κατάσταση δεν οφείλεται σε κακές συγκολλήσεις. Ο λόγος είναι ότι το υπόστρωμα θερμαίνεται πολύ ψηλά, επομένως είναι απαραίτητο να μειωθεί η θερμοκρασία προθέρμανσης και συγκόλλησης ή να αυξηθεί η ταχύτητα του υποστρώματος.

Πρόβλημα τρίτο: Οι σύνδεσμοι συγκόλλησης PCB γίνονται χρυσοκίτρινοι
Υπό κανονικές συνθήκες, η συγκόλληση στην πλακέτα PCB είναι ασημί γκρι, αλλά περιστασιακά εμφανίζονται χρυσές ενώσεις συγκόλλησης. Ο κύριος λόγος για αυτό το πρόβλημα είναι ότι η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή. Αυτή τη στιγμή, χρειάζεται μόνο να μειώσετε τη θερμοκρασία του κασσίτερου κλιβάνου.

Ερώτηση 4: Η κακή σανίδα επηρεάζεται επίσης από το περιβάλλον
Λόγω της δομής του ίδιου του PCB, είναι εύκολο να προκληθεί ζημιά στο PCB όταν βρίσκεται σε δυσμενές περιβάλλον. Οι ακραίες θερμοκρασίες ή οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, η υπερβολική υγρασία, οι κραδασμοί υψηλής έντασης και άλλες συνθήκες είναι όλοι παράγοντες που προκαλούν τη μείωση ή ακόμα και τη διάλυση της απόδοσης της πλακέτας. Για παράδειγμα, αλλαγές στη θερμοκρασία περιβάλλοντος θα προκαλέσουν παραμόρφωση της σανίδας. Επομένως, οι σύνδεσμοι συγκόλλησης θα καταστραφούν, το σχήμα της σανίδας θα λυγίσει ή τα ίχνη χαλκού στην σανίδα μπορεί να σπάσουν.

Από την άλλη πλευρά, η υγρασία στον αέρα μπορεί να προκαλέσει οξείδωση, διάβρωση και σκουριά σε μεταλλικές επιφάνειες, όπως εκτεθειμένα ίχνη χαλκού, αρμούς συγκόλλησης, τακάκια και καλώδια εξαρτημάτων. Η συσσώρευση βρωμιάς, σκόνης ή υπολειμμάτων στην επιφάνεια των εξαρτημάτων και των πλακών κυκλωμάτων μπορεί επίσης να μειώσει τη ροή του αέρα και την ψύξη των εξαρτημάτων, προκαλώντας υπερθέρμανση PCB και υποβάθμιση της απόδοσης. Η δόνηση, η πτώση, το χτύπημα ή η κάμψη του PCB θα το παραμορφώσουν και θα προκαλέσουν την εμφάνιση της ρωγμής, ενώ το υψηλό ρεύμα ή η υπέρταση θα προκαλέσει τη διάσπαση του PCB ή την ταχεία γήρανση των εξαρτημάτων και των διαδρομών.

Πρόβλημα πέμπτο: Ανοικτό κύκλωμα PCB
Όταν το ίχνος σπάσει ή όταν η συγκόλληση βρίσκεται μόνο στο μαξιλαράκι και όχι στα καλώδια του εξαρτήματος, μπορεί να προκύψει ανοιχτό κύκλωμα. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν υπάρχει πρόσφυση ή σύνδεση μεταξύ του εξαρτήματος και του PCB. Ακριβώς όπως τα βραχυκυκλώματα, αυτά μπορεί επίσης να συμβούν κατά την παραγωγή ή τη συγκόλληση και άλλες εργασίες. Η δόνηση ή το τέντωμα της πλακέτας κυκλώματος, η πτώση τους ή άλλοι παράγοντες μηχανικής παραμόρφωσης θα καταστρέψουν τα ίχνη ή τους αρμούς συγκόλλησης. Ομοίως, η χημική ουσία ή η υγρασία μπορεί να προκαλέσει φθορά συγκόλλησης ή μεταλλικών εξαρτημάτων, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει σπάσιμο των καλωδίων εξαρτημάτων.

Πρόβλημα έκτο: χαλαρά ή λανθασμένα εξαρτήματα
Κατά τη διαδικασία επαναροής, μικρά εξαρτήματα μπορεί να επιπλέουν πάνω στη λιωμένη κόλληση και τελικά να φύγουν από τον σύνδεσμο συγκόλλησης στόχου. Πιθανοί λόγοι για τη μετατόπιση ή την κλίση περιλαμβάνουν τη δόνηση ή την αναπήδηση των εξαρτημάτων στη συγκολλημένη πλακέτα PCB λόγω ανεπαρκούς υποστήριξης της πλακέτας κυκλώματος, των ρυθμίσεων του φούρνου εκ νέου ροής, των προβλημάτων με την πάστα συγκόλλησης και του ανθρώπινου σφάλματος.

Πρόβλημα έβδομο: πρόβλημα συγκόλλησης
Τα παρακάτω είναι μερικά από τα προβλήματα που προκαλούνται από κακές πρακτικές συγκόλλησης:

Διαταραγμένες αρθρώσεις συγκόλλησης: Η συγκόλληση κινείται πριν από τη στερεοποίηση λόγω εξωτερικών διαταραχών. Αυτό είναι παρόμοιο με τις ενώσεις ψυχρής συγκόλλησης, αλλά ο λόγος είναι διαφορετικός. Μπορεί να διορθωθεί με επαναθέρμανση και να διασφαλιστεί ότι οι σύνδεσμοι συγκόλλησης δεν διαταράσσονται από το εξωτερικό όταν ψύχονται.

Ψυχρή συγκόλληση: Αυτή η κατάσταση συμβαίνει όταν η συγκόλληση δεν μπορεί να λιώσει σωστά, με αποτέλεσμα τραχιές επιφάνειες και αναξιόπιστες συνδέσεις. Δεδομένου ότι η υπερβολική συγκόλληση εμποδίζει την πλήρη τήξη, μπορεί επίσης να εμφανιστούν ενώσεις ψυχρής συγκόλλησης. Η λύση είναι να ξαναθερμάνετε τον σύνδεσμο και να αφαιρέσετε την περίσσεια συγκόλλησης.

Γέφυρα συγκόλλησης: Αυτό συμβαίνει όταν η συγκόλληση διασταυρώνεται και συνδέει φυσικά δύο καλώδια μεταξύ τους. Αυτά μπορεί να δημιουργήσουν απροσδόκητες συνδέσεις και βραχυκυκλώματα, τα οποία μπορεί να προκαλέσουν καύση των εξαρτημάτων ή να καούν τα ίχνη όταν το ρεύμα είναι πολύ υψηλό.

Μαξιλάρι: ανεπαρκής διαβροχή του μολύβδου ή του μολύβδου. Πολύ ή πολύ λίγη συγκόλληση. Τακάκια που είναι ανυψωμένα λόγω υπερθέρμανσης ή σκληρής συγκόλλησης.

Πρόβλημα όγδοο: ανθρώπινο λάθος
Τα περισσότερα από τα ελαττώματα στην κατασκευή PCB προκαλούνται από ανθρώπινο λάθος. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι εσφαλμένες διαδικασίες παραγωγής, η εσφαλμένη τοποθέτηση εξαρτημάτων και οι μη επαγγελματικές προδιαγραφές κατασκευής μπορούν να προκαλέσουν έως και το 64% των ελαττωμάτων του προϊόντος που μπορούν να αποφευχθούν. Λόγω των ακόλουθων λόγων, η πιθανότητα πρόκλησης ελαττωμάτων αυξάνεται με την πολυπλοκότητα του κυκλώματος και τον αριθμό των διαδικασιών παραγωγής: εξαρτήματα με πυκνή συσκευασία. πολλαπλά στρώματα κυκλώματος? λεπτή καλωδίωση? εξαρτήματα συγκόλλησης επιφάνειας. αεροπλάνα ισχύος και γείωσης.

Αν και κάθε κατασκευαστής ή συναρμολογητής ελπίζει ότι η πλακέτα PCB που παράγεται δεν έχει ελαττώματα, υπάρχουν τόσα πολλά προβλήματα σχεδιασμού και διαδικασίας παραγωγής που προκαλούν συνεχή προβλήματα στην πλακέτα PCB.

Τα τυπικά προβλήματα και τα αποτελέσματα περιλαμβάνουν τα ακόλουθα σημεία: η κακή συγκόλληση μπορεί να οδηγήσει σε βραχυκυκλώματα, ανοιχτά κυκλώματα, ενώσεις ψυχρής συγκόλλησης κ.λπ. Η κακή ευθυγράμμιση των στρωμάτων της σανίδας μπορεί να οδηγήσει σε κακή επαφή και κακή συνολική απόδοση. Η κακή μόνωση των ιχνών χαλκού μπορεί να οδηγήσει σε ίχνη και ίχνη Υπάρχει ένα τόξο μεταξύ των συρμάτων. Εάν τα χάλκινα ίχνη τοποθετηθούν πολύ σφιχτά μεταξύ των αγωγών, υπάρχει κίνδυνος βραχυκυκλώματος. ανεπαρκές πάχος της πλακέτας κυκλώματος θα προκαλέσει κάμψη και θραύση.