U procesu dizajna i proizvodnje PCB-a, inženjeri ne samo da trebaju spriječiti nesreće tijekom proizvodnje PCB-a, već također moraju izbjeći pogreške u dizajnu. Ovaj članak sažima i analizira ove uobičajene probleme s PCB-om, nadajući se da će svima pomoći u dizajnu i proizvodnji.

Problem 1: Kratki spoj PCB ploče
Ovaj problem je jedan od uobičajenih kvarova koji će izravno uzrokovati da PCB ploča ne radi, a postoji mnogo razloga za ovaj problem. Analizirajmo jedan po jedan u nastavku.

Najveći uzrok kratkog spoja PCB-a je neodgovarajući dizajn lemne ploče. U ovom trenutku, okrugla ploča za lemljenje može se promijeniti u ovalni oblik kako bi se povećao razmak između točaka kako bi se spriječili kratki spojevi.

Neodgovarajući dizajn smjera PCB dijelova također će uzrokovati kratki spoj na ploči i prestanak rada. Na primjer, ako je igla SOIC-a paralelna s valom kositra, lako je izazvati nesreću kratkog spoja. U ovom trenutku, smjer dijela može se prikladno modificirati kako bi bio okomit na limeni val.

Postoji još jedna mogućnost koja će uzrokovati kvar kratkog spoja PCB-a, odnosno savijena nožica automatskog utikača. Kako IPC propisuje da je duljina igle manja od 2 mm i postoji zabrinutost da će dijelovi pasti kada je kut savijene noge prevelik, lako je izazvati kratki spoj, a lemljeni spoj mora biti veći od 2 mm od kruga.

Uz tri gore navedena razloga, postoje i neki razlozi koji mogu uzrokovati kvarove PCB ploče u kratkom spoju, kao što su prevelike rupe na podlozi, preniska temperatura peći za kositar, loša sposobnost lemljenja ploče, kvar maske za lemljenje , i ploča Zagađenje površine, itd., relativno su česti uzroci kvarova. Inženjeri mogu usporediti gore navedene uzroke s pojavom kvara kako bi otklonili i provjerili jedan po jedan.

Problem 2: Na PCB ploči pojavljuju se tamni i zrnati kontakti
Problem tamne boje ili sitnozrnatih spojeva na PCB-u uglavnom je posljedica onečišćenja lema i prekomjernih oksida pomiješanih u rastaljenom kositru, koji čine strukturu lemljenog spoja previše krtu. Pazite da ga ne zamijenite s tamnom bojom uzrokovanom korištenjem lema s niskim sadržajem kositra.

Drugi razlog za ovaj problem je da se sastav lema koji se koristi u procesu proizvodnje promijenio, a sadržaj nečistoća je previsok. Potrebno je dodati čisti kositar ili zamijeniti lem. Vitraj uzrokuje fizičke promjene u nakupljanju vlakana, kao što je odvajanje između slojeva. Ali ova situacija nije posljedica loših lemljenih spojeva. Razlog je previsoko zagrijavanje podloge pa je potrebno smanjiti temperaturu predgrijavanja i lemljenja ili povećati brzinu podloge.

Treći problem: PCB lemljeni spojevi postaju zlatnožuti
Pod normalnim okolnostima, lem na PCB ploči je srebrno siv, ali povremeno se pojavljuju zlatni lemljeni spojevi. Glavni razlog za ovaj problem je previsoka temperatura. U ovom trenutku trebate samo smanjiti temperaturu peći za lim.

Pitanje 4: Na lošu ploču također utječe okoliš
Zbog same strukture PCB-a, lako je oštetiti PCB kada se nalazi u nepovoljnom okruženju. Ekstremna temperatura ili fluktuirajuća temperatura, prekomjerna vlažnost, vibracije visokog intenziteta i drugi uvjeti su čimbenici koji uzrokuju smanjenje performansi ploče ili čak odbacivanje. Na primjer, promjene u temperaturi okoline uzrokovat će deformaciju ploče. Zbog toga će lemljeni spojevi biti uništeni, oblik ploče će biti savijen ili se tragovi bakra na ploči mogu slomiti.

S druge strane, vlaga u zraku može uzrokovati oksidaciju, koroziju i hrđu na metalnim površinama, kao što su izloženi tragovi bakra, lemljeni spojevi, jastučići i izvodi komponenti. Nakupljanje prljavštine, prašine ili krhotina na površini komponenti i tiskanih ploča također može smanjiti protok zraka i hlađenje komponenti, uzrokujući pregrijavanje PCB-a i smanjenje performansi. Vibracija, ispuštanje, udaranje ili savijanje PCB-a će ga deformirati i uzrokovati pojavu pukotina, dok će visoka struja ili prenapon uzrokovati kvar PCB-a ili uzrokovati brzo starenje komponenti i putanja.

Problem pet: PCB otvoreni krug
Kada je trag prekinut ili kada je lem samo na pločici, a ne na vodovima komponente, može doći do prekida strujnog kruga. U tom slučaju nema prianjanja niti veze između komponente i PCB-a. Baš kao i kratki spojevi, oni se također mogu dogoditi tijekom proizvodnje ili zavarivanja i drugih operacija. Vibracije ili rastezanje sklopovske ploče, njihovo ispuštanje ili drugi čimbenici mehaničke deformacije uništit će tragove ili lemljene spojeve. Slično tome, kemikalije ili vlaga mogu uzrokovati trošenje lemljenih ili metalnih dijelova, što može uzrokovati lom komponente.

Problem šest: labave ili pogrešno postavljene komponente
Tijekom procesa reflowa, mali dijelovi mogu plutati na rastaljenom lemu i na kraju napustiti ciljni lemni spoj. Mogući razlozi pomaka ili nagiba uključuju vibracije ili odskakanje komponenti na zalemljenoj PCB ploči zbog nedovoljne potpore tiskane ploče, postavki pećnice za reflow, problema s pastom za lemljenje i ljudske pogreške.

Problem sedam: problem zavarivanja
Slijede neki od problema uzrokovanih lošom praksom zavarivanja:

Poremećeni lemljeni spojevi: Lem se pomiče prije skrućivanja zbog vanjskih smetnji. Ovo je slično spojevima hladnog lema, ali je razlog drugačiji. Može se ispraviti ponovnim zagrijavanjem i osigurati da lemljeni spojevi nisu ometani vanjskim djelovanjem kada se ohlade.

Hladno zavarivanje: Ova situacija se događa kada se lem ne može pravilno otopiti, što rezultira grubim površinama i nepouzdanim spojevima. Budući da prekomjerna količina lema sprječava potpuno taljenje, mogu se pojaviti i hladni lemljeni spojevi. Lijek je ponovno zagrijati spoj i ukloniti višak lema.

Lemni most: To se događa kada se lem ukrsti i fizički spoji dva vodiča. Oni mogu stvoriti neočekivane veze i kratke spojeve, što može uzrokovati izgaranje komponenti ili izgaranje tragova kada je struja previsoka.

Jastučić: nedovoljno vlaženje olova ili olova. Previše ili premalo lema. Jastučići koji su povišeni zbog pregrijavanja ili grubog lemljenja.

Problem osam: ljudska greška
Većina nedostataka u proizvodnji PCB-a uzrokovana je ljudskom pogreškom. U većini slučajeva, neispravni proizvodni procesi, neispravno postavljanje komponenti i neprofesionalne proizvodne specifikacije mogu uzrokovati do 64% nedostataka proizvoda koji se mogu izbjeći. Zbog sljedećih razloga, mogućnost nastanka kvarova raste sa složenošću strujnog kruga i brojem proizvodnih procesa: gusto pakirane komponente; više slojeva strujnog kruga; fino ožičenje; komponente za površinsko lemljenje; pogonske i zemaljske ravnine.

Iako se svaki proizvođač ili sastavljač nada da proizvedena PCB ploča nema nedostataka, postoji toliko mnogo problema s dizajnom i proizvodnim procesom koji uzrokuju stalne probleme s PCB pločom.

Tipični problemi i rezultati uključuju sljedeće točke: loše lemljenje može dovesti do kratkih spojeva, otvorenih krugova, hladnih lemljenih spojeva itd.; neusklađenost slojeva ploče može dovesti do lošeg kontakta i loše ukupne izvedbe; loša izolacija bakrenih tragova može dovesti do tragova i tragova Postoji luk između žica; ako su bakreni tragovi postavljeni pretijesno između otvora, postoji opasnost od kratkog spoja; nedovoljna debljina tiskane ploče uzrokovat će savijanje i lom.