Tijdens het ontwerp en de productie van PCB's moeten ingenieurs niet alleen ongelukken tijdens de PCB-productie voorkomen, maar ook ontwerpfouten vermijden. Dit artikel vat en analyseert deze veelvoorkomende PCB-problemen samen, in de hoop enig hulp te bieden bij ieders ontwerp- en productiewerk.

Probleem 1: Kortsluiting op de printplaat
Dit probleem is een van de meest voorkomende fouten die er direct voor zorgen dat de printplaat niet werkt, en er zijn veel redenen voor dit probleem. Laten we hieronder één voor één analyseren.

De grootste oorzaak van PCB-kortsluiting is een onjuist ontwerp van het soldeervlak. Op dit moment kan het ronde soldeerkussen worden gewijzigd in een ovale vorm om de afstand tussen de punten te vergroten en kortsluiting te voorkomen.

Een onjuist ontwerp van de richting van de PCB-onderdelen zal er ook voor zorgen dat het bord kortsluit en niet werkt. Als de pin van SOIC bijvoorbeeld evenwijdig is aan de tingolf, is het gemakkelijk om een ​​kortsluitingsongeval te veroorzaken. Op dit moment kan de richting van het onderdeel op passende wijze worden gewijzigd om het loodrecht op de tingolf te maken.

Er is nog een andere mogelijkheid die kortsluiting in de printplaat veroorzaakt, namelijk de automatische plug-in gebogen voet. Omdat IPC bepaalt dat de lengte van de pin minder dan 2 mm is en er bezorgdheid bestaat dat de onderdelen zullen vallen als de hoek van het gebogen been te groot is, is het gemakkelijk om kortsluiting te veroorzaken en moet de soldeerverbinding groter zijn dan 2 mm afstand van het circuit.

Naast de drie hierboven genoemde redenen zijn er ook enkele redenen die kortsluitingsfouten van de printplaat kunnen veroorzaken, zoals te grote substraatgaten, een te lage tinoventemperatuur, slechte soldeerbaarheid van de plaat, falen van het soldeermasker , en board Oppervlaktevervuiling, enz., zijn relatief vaak voorkomende oorzaken van storingen. Ingenieurs kunnen de bovenstaande oorzaken vergelijken met het optreden van het niet elimineren en één voor één controleren.

Probleem 2: Er verschijnen donkere en korrelige contacten op de printplaat
Het probleem van donkere kleuren of verbindingen met kleine korrels op de PCB is meestal te wijten aan de vervuiling van het soldeer en de overmatige oxiden die in het gesmolten tin zijn gemengd, waardoor de structuur van de soldeerverbinding te broos is. Zorg ervoor dat u het niet verwart met de donkere kleur die wordt veroorzaakt door het gebruik van soldeer met een laag tingehalte.

Een andere reden voor dit probleem is dat de samenstelling van het soldeer dat bij het productieproces wordt gebruikt, is veranderd en dat het gehalte aan onzuiverheden te hoog is. Het is noodzakelijk om puur tin toe te voegen of het soldeer te vervangen. Het glas-in-lood veroorzaakt fysieke veranderingen in de vezelopbouw, zoals scheiding tussen lagen. Maar deze situatie is niet te wijten aan slechte soldeerverbindingen. De reden is dat het substraat te hoog wordt verwarmd, dus het is noodzakelijk om de voorverwarmings- en soldeertemperatuur te verlagen of de snelheid van het substraat te verhogen.

Probleem drie: PCB-soldeerverbindingen worden goudgeel
Onder normale omstandigheden is het soldeer op de printplaat zilvergrijs, maar af en toe verschijnen er gouden soldeerverbindingen. De belangrijkste reden voor dit probleem is dat de temperatuur te hoog is. Op dit moment hoeft u alleen de temperatuur van de tinoven te verlagen.

Vraag 4: Het slechte bord wordt ook beïnvloed door de omgeving
Door de structuur van de printplaat zelf is het gemakkelijk om schade aan de printplaat aan te brengen als deze zich in een ongunstige omgeving bevindt. Extreme temperaturen of wisselende temperaturen, overmatige vochtigheid, trillingen met hoge intensiteit en andere omstandigheden zijn allemaal factoren die ervoor zorgen dat de prestaties van het board worden verminderd of zelfs worden gesloopt. Veranderingen in de omgevingstemperatuur zullen bijvoorbeeld vervorming van de plaat veroorzaken. Daarom zullen de soldeerverbindingen worden vernietigd, zal de vorm van het bord worden verbogen of kunnen de kopersporen op het bord worden verbroken.

Aan de andere kant kan vocht in de lucht oxidatie, corrosie en roest veroorzaken op metalen oppervlakken, zoals blootliggende kopersporen, soldeerverbindingen, pads en componentleidingen. Ophoping van vuil, stof of vuil op het oppervlak van componenten en printplaten kan ook de luchtstroom en koeling van de componenten verminderen, waardoor PCB-oververhitting en prestatievermindering ontstaat. Trillingen, vallen, slaan of buigen van de PCB zal deze vervormen en barsten veroorzaken, terwijl hoge stroom of overspanning ervoor zal zorgen dat de PCB kapot gaat of een snelle veroudering van componenten en paden veroorzaakt.

Probleem vijf: PCB-open circuit
Wanneer het spoor wordt verbroken, of wanneer het soldeer zich alleen op de pad bevindt en niet op de componentdraden, kan er een open circuit ontstaan. In dit geval is er geen hechting of verbinding tussen het onderdeel en de printplaat. Net als kortsluitingen kunnen deze ook optreden tijdens productie of las- en andere werkzaamheden. Trillingen of uitrekken van de printplaat, het laten vallen ervan of andere mechanische vervormingsfactoren zullen de sporen of soldeerverbindingen vernietigen. Op dezelfde manier kunnen chemische stoffen of vocht ervoor zorgen dat soldeer- of metalen onderdelen gaan slijten, waardoor de leidingen van componenten kunnen breken.

Probleem zes: losse of verkeerd geplaatste componenten
Tijdens het reflow-proces kunnen kleine onderdelen op het gesmolten soldeer drijven en uiteindelijk de beoogde soldeerverbinding verlaten. Mogelijke redenen voor de verplaatsing of kanteling zijn onder meer het trillen of stuiteren van de componenten op de gesoldeerde printplaat als gevolg van onvoldoende ondersteuning van de printplaat, instellingen van de reflow-oven, problemen met soldeerpasta en menselijke fouten.

Probleem zeven: lasprobleem
Hieronder volgen enkele van de problemen die worden veroorzaakt door slechte laspraktijken:

Verstoorde soldeerverbindingen: Het soldeer beweegt vóór het stollen als gevolg van externe verstoringen. Dit is vergelijkbaar met koude soldeerverbindingen, maar de reden is anders. Dit kan worden gecorrigeerd door opnieuw te verwarmen en ervoor te zorgen dat de soldeerverbindingen bij afkoeling niet door de buitenkant worden verstoord.

Koudlassen: deze situatie doet zich voor wanneer het soldeer niet goed kan worden gesmolten, wat resulteert in ruwe oppervlakken en onbetrouwbare verbindingen. Omdat overmatig soldeer het volledig smelten verhindert, kunnen er ook koude soldeerverbindingen ontstaan. De oplossing is om de verbinding opnieuw te verwarmen en het overtollige soldeer te verwijderen.

Soldeerbrug: Dit gebeurt wanneer soldeer twee draden kruist en fysiek met elkaar verbindt. Deze kunnen onverwachte verbindingen en kortsluitingen vormen, waardoor de componenten kunnen doorbranden of de sporen kunnen doorbranden als de stroom te hoog is.

Pad: onvoldoende bevochtiging van het lood of lood. Te veel of te weinig soldeer. Pads die omhoog staan ​​als gevolg van oververhitting of ruw solderen.

Probleem acht: menselijke fout
De meeste defecten in de PCB-productie worden veroorzaakt door menselijke fouten. In de meeste gevallen kunnen onjuiste productieprocessen, onjuiste plaatsing van componenten en onprofessionele productiespecificaties tot 64% van de vermijdbare productdefecten veroorzaken. Om de volgende redenen neemt de kans op het veroorzaken van defecten toe naarmate de circuitcomplexiteit en het aantal productieprocessen toenemen: dicht opeengepakte componenten; meerdere circuitlagen; fijne bedrading; oppervlakte-soldeercomponenten; kracht- en grondvliegtuigen.

Hoewel elke fabrikant of assembleur hoopt dat de geproduceerde printplaat vrij is van defecten, zijn er zoveel ontwerp- en productieprocesproblemen die voortdurende printplaatproblemen veroorzaken.

Typische problemen en resultaten zijn onder meer de volgende punten: slecht solderen kan leiden tot kortsluiting, open circuits, koude soldeerverbindingen, enz.; Een verkeerde uitlijning van de plaatlagen kan leiden tot slecht contact en slechte algehele prestaties; slechte isolatie van kopersporen kan leiden tot sporen en sporen. Er is een boog tussen de draden; als de kopersporen te strak tussen de via's worden geplaatst, bestaat er gevaar voor kortsluiting; onvoldoende dikte van de printplaat zal buigen en breken veroorzaken.