در فرآیند طراحی و تولید PCB ، مهندسان نه تنها نیاز به جلوگیری از تصادفات در هنگام تولید PCB دارند بلکه برای جلوگیری از خطاهای طراحی نیز نیاز دارند. این مقاله به امید اینکه به طراحی و کار تولید همه کمک کند ، این مشکلات مشترک PCB را خلاصه و تجزیه و تحلیل می کند.

مشکل 1: مدار کوتاه صفحه PCB
این مشکل یکی از خطاهای متداول است که به طور مستقیم باعث نمی شود که صفحه PCB کار نکند و دلایل زیادی برای این مشکل وجود دارد. بیایید یکی از آنها را در زیر تجزیه و تحلیل کنیم.

بزرگترین علت اتصال کوتاه PCB ، طراحی پد لحیم کاری نادرست است. در این زمان ، پد لحیم گرد را می توان به شکل بیضی تغییر داد تا فاصله بین نقاط را افزایش دهد تا از مدارهای کوتاه جلوگیری شود.

طراحی نامناسب جهت قطعات PCB همچنین باعث می شود که تخته به صورت کوتاه مدار کند و از کار خودداری کند. به عنوان مثال ، اگر پین SOIC به موازات موج قلع باشد ، به راحتی می توان یک تصادف در مدار کوتاه ایجاد کرد. در این زمان ، جهت قسمت را می توان به طور مناسب اصلاح کرد تا آن را عمود بر موج قلع قرار دهد.

احتمال دیگری وجود دارد که باعث خرابی مدار کوتاه PCB می شود ، یعنی پلاگین اتوماتیک پای خم شده. همانطور که IPC تصریح می کند که طول پین کمتر از 2 میلی متر است و این نگرانی وجود دارد که قطعات وقتی زاویه پای خم خیلی بزرگ باشد ، سقوط می کند ، به راحتی می توان یک مدار کوتاه ایجاد کرد و مفصل لحیم کاری باید بیش از 2 میلی متر از مدار فاصله داشته باشد.

علاوه بر سه دلیل ذکر شده در بالا ، همچنین دلایلی وجود دارد که می تواند باعث خرابی اتصال کوتاه در صفحه PCB مانند سوراخ های بستر خیلی بزرگ ، دمای کوره قلع خیلی کم ، لحیم کاری ضعیف هیئت مدیره ، عدم موفقیت ماسک لحیم کاری و آلودگی سطح تخته و غیره شود. مهندسان می توانند علل فوق را با وقوع عدم از بین بردن و بررسی یک به یک مقایسه کنند.

مشکل 2: مخاطبین تاریک و دانه دار در صفحه PCB ظاهر می شوند
مشکل رنگ تیره یا اتصالات ریز دانه در PCB بیشتر به دلیل آلودگی لحیم و اکسیدهای بیش از حد مخلوط در قلع مذاب ، که ساختار مفصل لحیم کاری را تشکیل می دهند بسیار شکننده است. مراقب باشید که آن را با رنگ تیره ناشی از استفاده از لحیم کاری با محتوای قلع کم اشتباه نگیرید.

دلیل دیگر این مشکل این است که ترکیب لحیم استفاده شده در فرآیند تولید تغییر کرده است و محتوای ناخالصی خیلی زیاد است. لازم است قلع خالص اضافه شود یا لحیم را تعویض کند. شیشه رنگ آمیزی باعث ایجاد تغییرات فیزیکی در ساخت فیبر مانند جداسازی بین لایه ها می شود. اما این وضعیت به دلیل اتصالات لحیم کاری ضعیف نیست. دلیل این امر این است که بستر بیش از حد زیاد گرم می شود ، بنابراین لازم است دمای گرمایشی و لحیم کاری را کاهش داده یا سرعت بستر را افزایش دهید.

مشکل سه: اتصالات لحیم کاری PCB به رنگ زرد طلایی می شوند
در شرایط عادی ، لحیم روی صفحه PCB خاکستری نقره ای است ، اما گاهی اوقات اتصالات لحیم طلایی ظاهر می شود. دلیل اصلی این مشکل این است که درجه حرارت خیلی زیاد است. در این زمان ، شما فقط باید دمای کوره قلع را پایین بیاورید.

سوال 4: هیئت مدیره بد نیز تحت تأثیر محیط زیست قرار می گیرد
با توجه به ساختار خود PCB ، به راحتی می توان به PCB آسیب رساند که در یک محیط نامطلوب قرار دارد. درجه حرارت شدید یا دمای نوسان ، رطوبت بیش از حد ، لرزش با شدت بالا و سایر شرایط ، همه عواملی هستند که باعث کاهش عملکرد هیئت مدیره یا حتی کاهش می یابد. به عنوان مثال ، تغییر در دمای محیط باعث تغییر شکل هیئت مدیره می شود. بنابراین ، اتصالات لحیم از بین می رود ، شکل تخته خم می شود ، یا ممکن است آثار مس روی تخته شکسته شود.

از طرف دیگر ، رطوبت در هوا می تواند باعث اکسیداسیون ، خوردگی و زنگ زدگی روی سطوح فلزی مانند آثار مس در معرض ، اتصالات لحیم کاری ، لنت ها و قطعات شود. تجمع خاک ، گرد و غبار یا بقایای روی سطح قطعات و تابلوهای مدار نیز می تواند جریان هوا و خنک کننده قطعات را کاهش دهد و باعث گرم شدن بیش از حد PCB و تخریب عملکرد شود. لرزش ، رها کردن ، ضربه زدن یا خم شدن PCB باعث تغییر شکل آن می شود و باعث ایجاد شکاف می شود ، در حالی که جریان زیاد یا ولتاژ باعث شکسته شدن PCB می شود یا باعث پیری سریع قطعات و مسیرها می شود.

مشکل پنج: مدار باز PCB
هنگامی که ردیابی شکسته می شود ، یا هنگامی که لحیم فقط روی پد است و نه روی مؤلفه ها ، یک مدار باز می تواند رخ دهد. در این حالت ، چسبندگی یا اتصال بین مؤلفه و PCB وجود ندارد. درست مانند مدارهای کوتاه ، این موارد ممکن است در حین تولید یا جوشکاری و سایر عملیات نیز رخ دهد. لرزش یا کشش برد مدار ، رها کردن آنها یا سایر فاکتورهای تغییر شکل مکانیکی باعث از بین رفتن آثار یا اتصالات لحیم کاری می شود. به طور مشابه ، شیمیایی یا رطوبت می تواند باعث ساییدگی قطعات لحیم یا فلزی شود که می تواند باعث شکستن مؤلفه شود.

مشکل شش: اجزای شل یا نابجا
در طی فرآیند بازتاب ، قطعات کوچک ممکن است روی لحیم مذاب شناور شوند و در نهایت مفصل لحیم کاری هدف را ترک کنند. دلایل احتمالی جابجایی یا شیب شامل لرزش یا گزاف گویی اجزای موجود در صفحه PCB لحیم شده به دلیل پشتیبانی ناکافی از صفحه مدار ، تنظیمات اجاق گاز ، مشکلات خمیر لحیم کاری و خطای انسانی است.

مشکل هفت: مشکل جوشکاری
موارد زیر برخی از مشکلات ناشی از شیوه های جوشکاری ضعیف است:

اتصالات لحیم شده آشفته: لحیم قبل از جامد شدن به دلیل اختلالات خارجی حرکت می کند. این شبیه به اتصالات لحیم کاری سرد است ، اما دلیل آن متفاوت است. این امر می تواند با گرم شدن مجدد اصلاح شود و اطمینان حاصل شود که اتصالات لحیم کاری هنگام خنک شدن توسط بیرون مختل نشده است.

جوش سرد: این وضعیت زمانی اتفاق می افتد که لحیم به درستی ذوب شود و در نتیجه سطوح خشن و اتصالات غیرقابل اعتماد باشد. از آنجا که لحیم بیش از حد از ذوب کامل جلوگیری می کند ، ممکن است اتصالات لحیم کاری سرد نیز رخ دهد. راه حل این است که مجدداً مفصل را گرم کنید و لحیم اضافی را از بین ببرید.

Solder Bridge: این اتفاق می افتد وقتی که لحیم از صلیب عبور می کند و از نظر جسمی دو سرب را به هم متصل می کند. اینها ممکن است اتصالات غیر منتظره و مدارهای کوتاه ایجاد کنند ، که ممکن است باعث شود که اجزای آن در صورت زیاد شدن جریان ، آثار را بسوزانند یا از بین بروند.

پد: خیساندن کافی از سرب یا سرب. خیلی یا خیلی کم لحیم لنت هایی که به دلیل گرمای بیش از حد یا لحیم کاری خشن بالا می روند.

مشکل هشت: خطای انسانی
بیشتر نقص در تولید PCB ناشی از خطای انسانی است. در بیشتر موارد ، فرآیندهای تولید نادرست ، قرار دادن نادرست مؤلفه ها و مشخصات تولید غیرحرفه ای می تواند تا 64 ٪ از نقص محصول قابل اجتناب را ایجاد کند. به دلایل زیر ، امکان ایجاد نقص با پیچیدگی مدار و تعداد فرآیندهای تولید افزایش می یابد: اجزای بسته بندی شده متراکم. لایه های مدار چندگانه ؛ سیم کشی خوب ؛ اجزای لحیم کاری سطح ؛ هواپیماهای قدرت و زمین.

اگرچه هر تولید کننده یا اسمبلر امیدوار است که صفحه PCB تولید شده عاری از نقص باشد ، اما بسیاری از مشکلات طراحی و فرآیند تولید وجود دارد که باعث مشکلات مداوم صفحه PCB می شود.

مشکلات و نتایج معمولی شامل نکات زیر است: لحیم کاری ضعیف می تواند منجر به مدارهای کوتاه ، مدارهای باز ، اتصالات لحیم کاری سرد و غیره شود. سوء استفاده از لایه های هیئت مدیره می تواند منجر به تماس ضعیف و عملکرد کلی ضعیف شود. عایق ضعیف از آثار مس می تواند منجر به اثری شود و اثری در بین سیم ها وجود دارد. اگر آثار مس بیش از حد بین VIA ها قرار بگیرند ، خطر اتصال کوتاه وجود دارد. ضخامت کافی از صفحه مدار باعث خم شدن و شکستگی خواهد شد.