पीसीबी डिझाइन आणि उत्पादनाच्या प्रक्रियेत, अभियंत्यांना केवळ पीसीबी मॅन्युफॅक्चरिंग दरम्यान अपघात रोखण्याची आवश्यकता नाही तर डिझाइन त्रुटी टाळण्याची देखील आवश्यकता आहे. प्रत्येकाच्या डिझाइन आणि उत्पादन कार्यात काही मदत मिळवून देण्याच्या आशेने हा लेख या सामान्य पीसीबी समस्यांचे सारांश आणि विश्लेषण करतो.

समस्या 1: पीसीबी बोर्ड शॉर्ट सर्किट
ही समस्या एक सामान्य दोष आहे जी पीसीबी बोर्ड थेट कार्य करत नाही आणि या समस्येची अनेक कारणे आहेत. खाली एक एक करून विश्लेषण करूया.

पीसीबी शॉर्ट सर्किटचे सर्वात मोठे कारण म्हणजे अयोग्य सोल्डर पॅड डिझाइन. यावेळी, शॉर्ट सर्किट टाळण्यासाठी बिंदूंमधील अंतर वाढविण्यासाठी गोल सोल्डर पॅड अंडाकृती आकारात बदलला जाऊ शकतो.

पीसीबी भागांच्या दिशेने अनुचित डिझाइन देखील बोर्डला शॉर्ट सर्किट देखील कारणीभूत ठरेल आणि कार्य करण्यात अयशस्वी होईल. उदाहरणार्थ, जर एसओआयसीचा पिन टिन वेव्हला समांतर असेल तर शॉर्ट सर्किट अपघातास कारणीभूत ठरणे सोपे आहे. यावेळी, त्या भागाची दिशा टिन वेव्हला लंब करण्यासाठी योग्यरित्या सुधारित केली जाऊ शकते.

आणखी एक शक्यता आहे ज्यामुळे पीसीबीचे शॉर्ट सर्किट अपयशी ठरेल, म्हणजेच स्वयंचलित प्लग-इन वाकलेला पाय. आयपीसीने असे नमूद केले आहे की पिनची लांबी 2 मिमीपेक्षा कमी आहे आणि अशी चिंता आहे की जेव्हा वाकलेला लेगचा कोन खूप मोठा असेल तेव्हा भाग पडतील, शॉर्ट सर्किट कारणीभूत ठरणे सोपे आहे आणि सोल्डर संयुक्त सर्किटपासून 2 मिमीपेक्षा जास्त अंतरावर असणे आवश्यक आहे.

वर नमूद केलेल्या तीन कारणांव्यतिरिक्त, अशी काही कारणे देखील आहेत ज्यामुळे पीसीबी बोर्डच्या शॉर्ट-सर्किट अपयशास कारणीभूत ठरू शकते, जसे की खूप मोठे सब्सट्रेट छिद्र, खूप कमी टिन भट्टीचे तापमान, बोर्डची कमकुवत सोल्डरिबिलिटी, सोल्डर मास्कचे अपयश, आणि बोर्ड पृष्ठभाग प्रदूषण इत्यादी, अपयशाची तुलनेने सामान्य कारणे आहेत. अभियंते वरील कारणांची तुलना एकामागून एक नष्ट करण्यात आणि तपासण्यात अयशस्वी होण्याच्या घटनेसह करू शकतात.

समस्या 2: पीसीबी बोर्डवर गडद आणि दाणेदार संपर्क दिसतात
पीसीबीवरील गडद रंग किंवा लहान-दाणेदार सांध्याची समस्या मुख्यतः सोल्डरच्या दूषिततेमुळे आणि पिघळलेल्या कथीलमध्ये मिसळलेल्या अत्यधिक ऑक्साईडमुळे होते, जे सोल्डर संयुक्त रचना तयार करते. कमी टिन सामग्रीसह सोल्डर वापरुन गडद रंगाने गोंधळ होऊ नये याची काळजी घ्या.

या समस्येचे आणखी एक कारण म्हणजे उत्पादन प्रक्रियेमध्ये वापरल्या जाणार्‍या सोल्डरची रचना बदलली आहे आणि अशुद्धता सामग्री खूप जास्त आहे. शुद्ध टिन जोडणे किंवा सोल्डर पुनर्स्थित करणे आवश्यक आहे. डागलेल्या काचेमुळे फायबर बिल्ड-अपमध्ये शारीरिक बदल होतात, जसे की थरांमधील विभक्त होणे. परंतु ही परिस्थिती गरीब सोल्डर जोड्यांमुळे नाही. कारण असे आहे की सब्सट्रेट खूप जास्त गरम आहे, म्हणून प्रीहेटिंग आणि सोल्डरिंग तापमान कमी करणे किंवा सब्सट्रेटची गती वाढविणे आवश्यक आहे.

समस्या तीन: पीसीबी सोल्डर जोडी सोनेरी पिवळा बनतात
सामान्य परिस्थितीत, पीसीबी बोर्डवरील सोल्डर सिल्व्हर ग्रे असतो, परंतु कधीकधी गोल्डन सोल्डर जोड दिसतात. या समस्येचे मुख्य कारण म्हणजे तापमान खूप जास्त आहे. यावेळी, आपल्याला फक्त कथील भट्टीचे तापमान कमी करणे आवश्यक आहे.

प्रश्न 4: वाईट मंडळाचा देखील वातावरणावर परिणाम होतो
स्वतः पीसीबीच्या संरचनेमुळे, प्रतिकूल वातावरणात असताना पीसीबीचे नुकसान करणे सोपे आहे. अत्यंत तापमान किंवा चढउतार तापमान, अत्यधिक आर्द्रता, उच्च-तीव्रता कंपन आणि इतर परिस्थिती ही सर्व घटक आहेत ज्यामुळे बोर्डची कार्यक्षमता कमी किंवा अगदी रद्द केली जाऊ शकते. उदाहरणार्थ, सभोवतालच्या तापमानात झालेल्या बदलांमुळे बोर्डचे विकृतीकरण होईल. म्हणूनच, सोल्डर जोडांचा नाश होईल, बोर्डाचा आकार वाकलेला असेल किंवा बोर्डवरील तांबे ट्रेस खंडित होऊ शकतात.

दुसरीकडे, हवेतील ओलावा ऑक्सिडेशन, गंज आणि धातूच्या पृष्ठभागावर गंज येऊ शकतो, जसे की उघड्या तांबे ट्रेस, सोल्डर जोड, पॅड आणि घटक लीड्स. घटक आणि सर्किट बोर्डच्या पृष्ठभागावर घाण, धूळ किंवा मोडतोड जमा केल्याने घटकांचा हवेचा प्रवाह आणि शीतकरण देखील कमी होऊ शकते, ज्यामुळे पीसीबी जास्त गरम आणि कार्यक्षमतेचे र्‍हास होते. कंप, ड्रॉपिंग, मारणे, मारणे किंवा वाकविणे हे विकृत होईल आणि क्रॅक दिसू शकेल, तर उच्च वर्तमान किंवा ओव्हरव्होल्टेजमुळे पीसीबी तुटेल किंवा घटक आणि पथांचे जलद वृद्धत्व होईल.

समस्या पाच: पीसीबी ओपन सर्किट
जेव्हा ट्रेस तुटलेला असतो, किंवा जेव्हा सोल्डर फक्त पॅडवर असतो आणि घटक लीडवर नसतो तेव्हा एक ओपन सर्किट येऊ शकतो. या प्रकरणात, घटक आणि पीसीबी दरम्यान कोणतेही आसंजन किंवा कनेक्शन नाही. शॉर्ट सर्किट्स प्रमाणेच, हे उत्पादन किंवा वेल्डिंग आणि इतर ऑपरेशन्स दरम्यान देखील उद्भवू शकतात. सर्किट बोर्डचे कंप किंवा ताणणे, त्यांना सोडणे किंवा इतर यांत्रिक विकृतीकरण घटक ट्रेस किंवा सोल्डर जोडांचा नाश करेल. त्याचप्रमाणे, रासायनिक किंवा आर्द्रता सोल्डर किंवा धातूच्या भागास परिधान करू शकते, ज्यामुळे घटकांचा नाश होऊ शकतो.

समस्या सहा: सैल किंवा चुकीचे घटक
रिफ्लो प्रक्रियेदरम्यान, लहान भाग पिघळलेल्या सोल्डरवर तरंगू शकतात आणि शेवटी लक्ष्य सोल्डर संयुक्त सोडतात. विस्थापन किंवा टिल्टच्या संभाव्य कारणांमध्ये अपुरी सर्किट बोर्ड समर्थन, रिफ्लो ओव्हन सेटिंग्ज, सोल्डर पेस्ट समस्या आणि मानवी त्रुटीमुळे सोल्डर पीसीबी बोर्डवरील घटकांची कंप किंवा बाउन्स समाविष्ट आहे.

समस्या सात: वेल्डिंग समस्या
गरीब वेल्डिंग पद्धतींमुळे उद्भवलेल्या काही समस्या खालीलप्रमाणे आहेत:

विचलित सोल्डर जोड: बाह्य गडबडमुळे सोल्डर सॉलिडिफिकेशनच्या आधी फिरते. हे कोल्ड सोल्डर जोड्यांसारखेच आहे, परंतु कारण भिन्न आहे. हे पुन्हा गरम करून दुरुस्त केले जाऊ शकते आणि हे सुनिश्चित केले जाऊ शकते की सोल्डर जोडांना थंड झाल्यावर बाहेरून त्रास होत नाही.

कोल्ड वेल्डिंग: जेव्हा सोल्डर योग्यरित्या वितळता येत नाही तेव्हा ही परिस्थिती उद्भवते, परिणामी खडबडीत पृष्ठभाग आणि अविश्वसनीय कनेक्शन होते. अत्यधिक सोल्डर संपूर्ण वितळण्यापासून प्रतिबंधित असल्याने, कोल्ड सोल्डर जोड देखील येऊ शकतात. संयुक्त पुन्हा गरम करणे आणि जादा सोल्डर काढून टाकणे हा उपाय आहे.

सोल्डर ब्रिज: जेव्हा सोल्डर दोन लीड्स एकत्र जोडतो आणि शारीरिकरित्या जोडतो तेव्हा असे घडते. हे अनपेक्षित कनेक्शन आणि शॉर्ट सर्किट्स तयार करू शकतात, ज्यामुळे करंट खूप जास्त असेल तेव्हा घटकांना बर्न होऊ किंवा ट्रेस बर्न होऊ शकते.

पॅड: आघाडी किंवा शिसे अपुरा ओले करणे. खूप किंवा खूप कमी सोल्डर. ओव्हरहाटिंग किंवा रफ सोल्डरिंगमुळे उन्नत केलेले पॅड.

समस्या आठ: मानवी त्रुटी
पीसीबी मॅन्युफॅक्चरिंगमधील बहुतेक दोष मानवी त्रुटीमुळे उद्भवतात. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, चुकीच्या उत्पादन प्रक्रिया, घटकांची चुकीची प्लेसमेंट आणि अव्यावसायिक उत्पादन वैशिष्ट्ये टाळण्यायोग्य उत्पादनांच्या दोषांपैकी 64% पर्यंत 64% पर्यंत कारणीभूत ठरू शकतात. खालील कारणांमुळे, सर्किट जटिलतेसह आणि उत्पादन प्रक्रियेची संख्या सह दोष उद्भवण्याची शक्यता वाढते: दाट पॅकेज केलेले घटक; एकाधिक सर्किट थर; बारीक वायरिंग; पृष्ठभाग सोल्डरिंग घटक; शक्ती आणि ग्राउंड विमाने.

जरी प्रत्येक निर्माता किंवा असेंबलरला अशी आशा आहे की पीसीबी बोर्डाने तयार केलेले दोष मुक्त आहे, परंतु बर्‍याच डिझाइन आणि उत्पादन प्रक्रियेच्या समस्या आहेत ज्यामुळे पीसीबी बोर्ड सतत समस्या उद्भवतात.

ठराविक समस्या आणि परिणामांमध्ये खालील मुद्द्यांचा समावेश आहे: गरीब सोल्डरिंगमुळे शॉर्ट सर्किट्स, ओपन सर्किट्स, कोल्ड सोल्डर जॉइंट्स इत्यादी होऊ शकतात; बोर्डाच्या थरांच्या चुकीच्या पद्धतीमुळे खराब संपर्क आणि एकूणच कामगिरी होऊ शकते; तांबेच्या ट्रेसचे खराब इन्सुलेशन वायरच्या दरम्यान एक कंस शोधू शकते आणि ट्रेस होऊ शकते; जर तांबे ट्रेस व्हियास दरम्यान खूप घट्ट ठेवले तर शॉर्ट सर्किटचा धोका आहे; सर्किट बोर्डची अपुरी जाडी वाकणे आणि फ्रॅक्चर होईल.