PCB projektēšanas un ražošanas procesā inženieriem ne tikai jānovērš negadījumi PCB ražošanas laikā, bet arī jāizvairās no projektēšanas kļūdām. Šajā rakstā ir apkopotas un analizētas šīs izplatītās PCB problēmas, cerot sniegt palīdzību ikviena dizaina un ražošanas darbā.

1. problēma: PCB plates īssavienojums
Šī problēma ir viena no izplatītākajām kļūmēm, kuru dēļ PCB plate nedarbosies, un šai problēmai ir daudz iemeslu. Tālāk analizēsim pa vienam.

Lielākais PCB īssavienojuma cēlonis ir nepareizs lodēšanas paliktņa dizains. Šobrīd apaļo lodēšanas paliktni var mainīt uz ovālu formu, lai palielinātu attālumu starp punktiem un novērstu īssavienojumus.

Nepareiza PCB daļu virziena konstrukcija arī izraisīs plates īssavienojumu un nedarbosies. Piemēram, ja SOIC tapa ir paralēla alvas vilnim, ir viegli izraisīt īssavienojuma negadījumu. Šajā laikā detaļas virzienu var atbilstoši mainīt, lai padarītu to perpendikulāru skārda vilnim.

Ir vēl viena iespēja, kas izraisīs PCB, tas ir, automātiskās spraudņa saliektās pēdas, īssavienojuma atteici. Tā kā IPC nosaka, ka tapas garums ir mazāks par 2 mm un pastāv bažas, ka detaļas nokritīs, kad saliektās kājas leņķis ir pārāk liels, ir viegli izraisīt īssavienojumu, un lodēšanas vietai jābūt lielākai par 2 mm attālumā no ķēdes.

Papildus trim iepriekš minētajiem iemesliem, ir arī daži iemesli, kas var izraisīt īssavienojumu bojājumus PCB plāksnē, piemēram, pārāk lieli substrāta caurumi, pārāk zema alvas krāsns temperatūra, slikta plāksnes lodējamība, lodēšanas maskas kļūme. , un dēlis Virsmas piesārņojums u.c. ir samērā izplatīti atteices cēloņi. Inženieri var salīdzināt iepriekš minētos cēloņus ar neveiksmes novēršanu un pārbaudi pa vienam.

2. problēma: uz PCB plates parādās tumši un graudaini kontakti
Tumšas krāsas vai sīkgraudainu savienojumu problēma uz PCB galvenokārt ir saistīta ar lodēšanas piesārņojumu un pārmērīgiem oksīdiem, kas sajaukti izkausētajā alvā, kas veido pārāk trauslu lodēšanas savienojumu struktūru. Uzmanieties, lai to nesajauktu ar tumšo krāsu, ko izraisa lodmetāla izmantošana ar zemu alvas saturu.

Vēl viens šīs problēmas iemesls ir ražošanas procesā izmantotā lodmetāla sastāvs un pārāk augsts piemaisījumu saturs. Ir nepieciešams pievienot tīru alvu vai nomainīt lodēšanu. Vitrāža izraisa fiziskas izmaiņas šķiedru veidošanā, piemēram, slāņu atdalīšanu. Bet šī situācija nav saistīta ar sliktiem lodēšanas savienojumiem. Iemesls ir tas, ka pamatne ir uzkarsēta pārāk augstu, tāpēc ir nepieciešams samazināt priekšsildīšanas un lodēšanas temperatūru vai palielināt pamatnes ātrumu.

Trešā problēma: PCB lodēšanas savienojumi kļūst zeltaini dzelteni
Normālos apstākļos PCB plates lodējums ir sudrabaini pelēks, bet dažkārt parādās zeltaini lodēšanas savienojumi. Galvenais šīs problēmas iemesls ir pārāk augsta temperatūra. Šajā laikā jums tikai jāsamazina skārda krāsns temperatūra.

4. jautājums: Slikto dēli ietekmē arī vide
Pašas PCB struktūras dēļ ir viegli radīt PCB bojājumus, ja tas atrodas nelabvēlīgā vidē. Ekstrēma temperatūra vai svārstīga temperatūra, pārmērīgs mitrums, augstas intensitātes vibrācija un citi apstākļi ir faktori, kas izraisa dēļa veiktspējas samazināšanos vai pat to nodošanu metāllūžņos. Piemēram, apkārtējās vides temperatūras izmaiņas izraisīs dēļa deformāciju. Līdz ar to tiks iznīcinātas lodēšanas vietas, saliekta dēļa forma vai var tikt salauztas vara pēdas uz tāfeles.

No otras puses, mitrums gaisā var izraisīt oksidāciju, koroziju un rūsu uz metāla virsmām, piemēram, atklātām vara pēdām, lodēšanas savienojumiem, paliktņiem un komponentu vadiem. Netīrumu, putekļu vai gružu uzkrāšanās uz komponentu un shēmas plates virsmas var arī samazināt gaisa plūsmu un komponentu dzesēšanu, izraisot PCB pārkaršanu un veiktspējas pasliktināšanos. Vibrācija, nomešana, sitiens vai locīšana PCB to deformēs un izraisīs plaisu parādīšanos, savukārt liela strāva vai pārspriegums izraisīs PCB sadalīšanos vai strauju sastāvdaļu un ceļu novecošanos.

Piektā problēma: PCB atvērta ķēde
Ja pēda ir bojāta vai ja lodēšana atrodas tikai uz paliktņa, nevis uz komponentu vadiem, var rasties ķēdes pārtraukums. Šajā gadījumā starp komponentu un PCB nav saķeres vai savienojuma. Tāpat kā īssavienojumi, tie var rasties arī ražošanas vai metināšanas un citu darbību laikā. Shēmas plates vibrācija vai stiepšanās, to nomešana vai citi mehāniski deformācijas faktori iznīcinās pēdas vai lodēšanas savienojumus. Tāpat ķīmiskas vielas vai mitrums var izraisīt lodmetālu vai metāla daļu nodilumu, kas var izraisīt detaļu vadu pārrāvumu.

Sestā problēma: vaļīgi vai nepareizi novietoti komponenti
Pārpludināšanas procesā nelielas detaļas var peldēt uz izkausētā lodmetāla un galu galā atstāt mērķa lodēšanas savienojumu. Iespējamie pārvietošanās vai slīpuma iemesli ir pielodētās PCB plates komponentu vibrācija vai atsitiens, ko izraisa nepietiekams shēmas plates atbalsts, pārplūdes krāsns iestatījumi, lodēšanas pastas problēmas un cilvēka kļūda.

Septītā problēma: metināšanas problēma
Tālāk ir norādītas dažas no problēmām, ko izraisa nepareiza metināšanas prakse.

Bojāti lodēšanas savienojumi: Lodmetāls kustas pirms sacietēšanas ārēju traucējumu dēļ. Tas ir līdzīgs aukstuma lodēšanas savienojumiem, taču iemesls ir atšķirīgs. To var labot ar atkārtotu uzsildīšanu un nodrošināt, lai lodēšanas savienojumi netiktu traucēti ārpusē, kad tie ir atdzesēti.

Aukstā metināšana: šī situācija rodas, ja lodmetālu nevar pareizi izkausēt, kā rezultātā rodas raupjas virsmas un neuzticami savienojumi. Tā kā pārmērīgs lodēšanas daudzums novērš pilnīgu kušanu, var rasties arī auksti lodēšanas savienojumi. Līdzeklis ir atkārtoti uzsildīt savienojumu un noņemt lieko lodmetālu.

Lodēšanas tilts: tas notiek, kad lodēšana šķērso un fiziski savieno divus vadus kopā. Tie var radīt neparedzētus savienojumus un īssavienojumus, kas var izraisīt komponentu izdegšanu vai izdegšanu, ja strāva ir pārāk augsta.

Spilventiņš: nepietiekama svina vai svina samitrināšana. Pārāk daudz vai pārāk maz lodēšanas. Spilventiņi, kas ir paaugstināti pārkaršanas vai rupjas lodēšanas dēļ.

Astotā problēma: cilvēka kļūda
Lielāko daļu PCB ražošanas defektu izraisa cilvēka kļūdas. Vairumā gadījumu nepareizi ražošanas procesi, nepareizs komponentu izvietojums un neprofesionālas ražošanas specifikācijas var izraisīt līdz pat 64% no novēršamiem produkta defektiem. Šo iemeslu dēļ defektu rašanās iespēja palielinās līdz ar ķēdes sarežģītību un ražošanas procesu skaitu: blīvi iepakotas sastāvdaļas; vairāki ķēdes slāņi; smalka elektroinstalācija; virsmas lodēšanas komponenti; jaudas un zemes plaknes.

Lai gan katrs ražotājs vai montētājs cer, ka ražotajai PCB plāksnei nav defektu, tomēr ir tik daudz projektēšanas un ražošanas procesa problēmu, kas izraisa nepārtrauktas PCB plātņu problēmas.

Tipiskas problēmas un rezultāti ietver šādus punktus: slikta lodēšana var izraisīt īssavienojumus, atvērtas ķēdes, aukstos lodēšanas savienojumus utt.; dēļu slāņu neatbilstība var izraisīt sliktu kontaktu un sliktu vispārējo veiktspēju; slikta vara pēdu izolācija var novest pie pēdām un pēdām Starp vadiem ir loks; ja vara pēdas ir novietotas pārāk cieši starp caurumiem, pastāv īssavienojuma risks; nepietiekams shēmas plates biezums izraisīs lieces un lūzumus.