PCB 설계 및 생산 과정에서 엔지니어는 PCB 제조 중 사고를 예방해야 할 뿐만 아니라 설계 오류도 방지해야 합니다. 이 기사에서는 이러한 일반적인 PCB 문제를 요약하고 분석하여 모든 사람의 설계 및 생산 작업에 도움이 되기를 바랍니다.

문제 1: PCB 보드 단락
이 문제는 PCB 보드가 작동하지 않는 직접적인 원인이 되는 일반적인 결함 중 하나이며 이 문제에는 여러 가지 이유가 있습니다. 아래에서 하나씩 분석해 보겠습니다.

PCB 단락의 가장 큰 원인은 부적절한 솔더 패드 설계입니다. 이때 원형 솔더 패드를 타원형으로 변경하여 점 간 거리를 늘려 단락을 방지할 수 있습니다.

PCB 부품 방향을 잘못 설계하면 보드가 단락되어 작동하지 않을 수도 있습니다. 예를 들어 SOIC의 핀이 주석파와 평행하면 단락 사고가 발생하기 쉽습니다. 이때, 부품의 방향을 적절하게 수정하여 주석파에 수직이 되도록 할 수 있다.

PCB의 단락 오류, 즉 자동 플러그인 구부러진 발을 일으킬 또 다른 가능성이 있습니다. IPC에서는 핀의 길이가 2mm 미만이라고 규정하고 있으며 굽힌 다리의 각도가 너무 크면 부품이 떨어질 우려가 있으므로 합선이 발생하기 쉽고 납땜 접합부는 2mm 이상이어야 합니다. 회로에서 2mm 떨어져 있습니다.

위에서 언급한 세 가지 이유 외에도 너무 큰 기판 구멍, 너무 낮은 주석 용광로 온도, 보드의 납땜성 불량, 솔더 마스크 고장과 같은 PCB 보드의 단락 오류를 일으킬 수 있는 몇 가지 이유도 있습니다. , 보드 표면 오염 등은 상대적으로 일반적인 고장 원인입니다. 엔지니어는 위의 원인을 실패 발생과 비교하여 하나씩 제거하고 확인할 수 있습니다.

문제 2: PCB 보드에 어둡고 거친 접점이 나타납니다.
PCB의 어두운 색상이나 작은 결의 접합 문제는 대부분 솔더의 오염과 용융 주석에 혼합된 과도한 산화물로 인해 발생하며, 솔더 접합 구조를 형성하는 것은 너무 부서지기 쉽습니다. 주석 함량이 낮은 땜납을 사용하여 발생하는 어두운 색상과 혼동하지 않도록 주의하십시오.

이 문제가 발생하는 또 다른 이유는 제조 공정에서 사용되는 솔더의 조성이 변했고, 불순물 함량이 너무 높기 때문입니다. 순수 주석을 추가하거나 땜납을 교체해야 합니다. 스테인드 글라스는 층간 분리 등 섬유 축적에 물리적 변화를 일으킵니다. 그러나 이러한 상황은 납땜 접합 불량으로 인한 것이 아닙니다. 그 이유는 기판이 너무 높게 가열되기 때문이므로 예열 및 납땜 온도를 낮추거나 기판의 속도를 높여야 합니다.

문제 3: PCB 솔더 조인트가 황금색으로 변합니다.
정상적인 상황에서 PCB 보드의 납땜은 은회색이지만 때때로 금색 납땜 조인트가 나타납니다. 이 문제의 주된 이유는 온도가 너무 높기 때문입니다. 이때 주석로의 온도만 낮추면 됩니다.

질문 4: 불량 보드도 환경의 영향을 받습니다.
PCB 자체의 구조로 인해 열악한 환경에 있을 경우 PCB가 손상되기 쉽습니다. 극한의 온도나 온도 변동, 과도한 습도, 고강도 진동 및 기타 조건은 모두 보드의 성능을 저하시키거나 심지어 폐기시키는 요인입니다. 예를 들어 주변 온도의 변화로 인해 보드가 변형될 수 있습니다. 따라서 솔더 조인트가 파손되거나 보드 모양이 구부러지거나 보드의 구리 흔적이 깨질 수 있습니다.

반면, 공기 중의 습기는 노출된 구리 트레이스, 납땜 접합부, 패드 및 구성 요소 리드와 같은 금속 표면에 산화, 부식 및 녹을 일으킬 수 있습니다. 부품 및 회로 기판 표면에 먼지, 먼지 또는 이물질이 쌓이면 부품의 공기 흐름과 냉각이 감소되어 PCB 과열 및 성능 저하가 발생할 수도 있습니다. PCB를 진동, 낙하, 충격 또는 구부리면 변형되어 균열이 나타나며, 높은 전류나 과전압으로 인해 PCB가 파손되거나 부품 및 경로가 급속히 노화됩니다.

문제 5: PCB 개방 회로
트레이스가 깨지거나 납땜이 패드에만 있고 부품 리드에는 없는 경우 개방 회로가 발생할 수 있습니다. 이 경우 부품과 PCB 사이에 접착이나 연결이 없습니다. 단락과 마찬가지로 생산이나 용접 및 기타 작업 중에도 발생할 수 있습니다. 회로 기판의 진동이나 늘어짐, 떨어뜨리기 또는 기타 기계적 변형 요인으로 인해 흔적이나 납땜 접합부가 파괴됩니다. 마찬가지로 화학 물질이나 습기로 인해 납땜이나 금속 부품이 마모되어 구성 요소 리드가 파손될 수 있습니다.

문제 6: 부품이 느슨하거나 잘못 배치됨
리플로우 프로세스 중에 작은 부품이 용융된 솔더 위에 떠서 결국 타겟 솔더 접합부에서 벗어날 수 있습니다. 변위 또는 기울어짐의 가능한 원인으로는 불충분한 회로 기판 지원, 리플로우 오븐 설정, 납땜 페이스트 문제 및 인적 오류로 인한 납땜된 PCB 기판의 구성 요소 진동 또는 바운스가 있습니다.

문제 7: 용접 문제
잘못된 용접 관행으로 인해 발생하는 몇 가지 문제는 다음과 같습니다.

교란된 납땜 접합: 외부 교란으로 인해 납땜이 응고되기 전에 움직입니다. 이는 콜드 솔더 조인트와 유사하지만 그 이유는 다릅니다. 이는 재가열을 통해 교정할 수 있으며, 냉각 시 솔더 조인트가 외부에 의해 방해받지 않도록 할 수 있습니다.

냉간 용접: 이 상황은 땜납이 제대로 녹지 않아 표면이 거칠고 연결이 불안정할 때 발생합니다. 과도한 납땜으로 인해 완전한 용융이 방지되므로 차가운 납땜 접합이 발생할 수도 있습니다. 해결책은 조인트를 재가열하고 과도한 땜납을 제거하는 것입니다.

솔더 브리지: 이는 솔더가 교차하여 두 개의 리드를 물리적으로 연결할 때 발생합니다. 이로 인해 예상치 못한 연결과 단락이 발생할 수 있으며, 이로 인해 전류가 너무 높을 때 구성 요소가 소진되거나 트레이스가 소진될 수 있습니다.

패드: 납 또는 납의 젖음성이 부족합니다. 납땜이 너무 많거나 너무 적습니다. 과열이나 거친 납땜으로 인해 패드가 솟아올랐습니다.

문제 8: 인간의 실수
PCB 제조 시 발생하는 결함의 대부분은 사람의 실수로 인해 발생합니다. 대부분의 경우, 잘못된 생산 공정, 잘못된 부품 배치, 비전문적인 제조 사양으로 인해 피할 수 있는 제품 결함이 최대 64%까지 발생할 수 있습니다. 다음과 같은 이유로 인해 회로 복잡성 및 생산 공정 수에 따라 결함 발생 가능성이 증가합니다. 다중 회로층; 미세 배선; 표면 납땜 부품; 전원 및 접지면.

모든 제조업체나 조립업체는 생산된 PCB 보드에 결함이 없기를 바라지만, 지속적인 PCB 보드 문제를 일으키는 설계 및 생산 공정 문제가 너무 많습니다.

일반적인 문제 및 결과에는 다음 사항이 포함됩니다. 납땜 불량으로 인해 단락, 개방 회로, 차가운 납땜 접합 등이 발생할 수 있습니다. 보드 레이어가 잘못 정렬되면 접촉 불량과 전반적인 성능 저하가 발생할 수 있습니다. 구리 트레이스의 절연 불량으로 인해 트레이스와 트레이스가 발생할 수 있습니다. 와이어 사이에 아크가 있습니다. 구리 트레이스가 비아 사이에 너무 촘촘하게 배치되면 단락될 위험이 있습니다. 회로 기판의 두께가 충분하지 않으면 구부러지거나 파손될 수 있습니다.