В процессе проектирования и производства печатных плат инженерам необходимо не только предотвращать несчастные случаи при производстве печатных плат, но также избегать ошибок при проектировании. В этой статье обобщаются и анализируются эти распространенные проблемы с печатными платами, в надежде помочь каждому в проектировании и производстве.

Проблема 1: короткое замыкание на печатной плате.
Эта проблема является одной из распространенных неисправностей, которая напрямую приводит к неработоспособности печатной платы, и существует множество причин этой проблемы. Давайте проанализируем один за другим ниже.

Основной причиной короткого замыкания печатной платы является неправильная конструкция площадки для пайки. В это время круглую площадку для пайки можно изменить на овальную, чтобы увеличить расстояние между точками и предотвратить короткие замыкания.

Неправильный дизайн направления частей печатной платы также приведет к короткому замыканию платы и ее выходу из строя. Например, если вывод SOIC параллелен оловянной волне, легко вызвать короткое замыкание. На этом этапе направление детали можно соответствующим образом изменить, чтобы сделать его перпендикулярным оловянной волне.

Существует еще одна возможность, которая приведет к выходу из строя печатной платы из-за короткого замыкания, а именно, погнутая ножка автоматического разъема. Поскольку IPC предусматривает, что длина штыря составляет менее 2 мм, и есть опасения, что детали упадут, когда угол изогнутой ножки слишком велик, легко вызвать короткое замыкание, а паяное соединение должно быть более 2 мм от цепи.

В дополнение к трем причинам, упомянутым выше, есть также некоторые причины, которые могут вызвать выход из строя печатной платы из-за короткого замыкания, такие как слишком большие отверстия подложки, слишком низкая температура оловянной печи, плохая паяемость платы, выход из строя паяльной маски. , и загрязнение поверхности доски и т. д. являются относительно распространенными причинами сбоев. Инженеры могут сравнить вышеуказанные причины с возникновением неисправности, устранить и проверить одну за другой.

Проблема 2: На плате появляются темные и зернистые контакты.
Проблема темного цвета или мелкозернистых соединений на печатной плате в основном связана с загрязнением припоя и чрезмерными оксидами, смешанными с расплавленным оловом, которые образуют слишком хрупкую структуру паяного соединения. Будьте осторожны, не спутайте его с темным цветом, вызванным использованием припоя с низким содержанием олова.

Другая причина этой проблемы заключается в том, что состав припоя, используемого в процессе производства, изменился, а содержание примесей слишком велико. Необходимо добавить чистое олово или заменить припой. Витраж вызывает физические изменения в структуре волокон, например, разделение слоев. Но такая ситуация связана не с плохой пайкой. Причина в том, что подложка нагревается слишком сильно, поэтому необходимо уменьшить температуру предварительного нагрева и пайки или увеличить скорость подложки.

Проблема третья: паяные соединения печатной платы становятся золотисто-желтыми.
В нормальных условиях припой на печатной плате имеет серебристо-серый цвет, но иногда появляются золотистые паяные соединения. Основной причиной этой проблемы является слишком высокая температура. В это время вам нужно только снизить температуру оловянной печи.

Вопрос 4: На плохую плату также влияет окружающая среда.
Из-за структуры самой печатной платы ее легко повредить, если она находится в неблагоприятной среде. Экстремальные температуры или колебания температуры, чрезмерная влажность, сильная вибрация и другие условия — все это факторы, которые приводят к снижению производительности платы или даже к ее списанию. Например, изменение температуры окружающей среды приведет к деформации доски. В результате паяные соединения будут разрушены, форма платы будет искривлена ​​или медные дорожки на плате могут сломаться.

С другой стороны, влага в воздухе может вызвать окисление, коррозию и ржавчину на металлических поверхностях, таких как открытые медные дорожки, паяные соединения, контактные площадки и выводы компонентов. Накопление грязи, пыли или мусора на поверхности компонентов и печатных плат также может уменьшить поток воздуха и охлаждение компонентов, что приведет к перегреву печатной платы и снижению производительности. Вибрация, падение, удары или изгиб печатной платы деформируют ее и вызывают появление трещин, а высокий ток или перенапряжение приведут к поломке печатной платы или быстрому старению компонентов и дорожек.

Проблема пятая: обрыв цепи печатной платы.
Когда дорожка повреждена или припой находится только на контактной площадке, а не на выводах компонента, может произойти разрыв цепи. В этом случае между компонентом и печатной платой отсутствует адгезия или соединение. Как и короткие замыкания, они могут возникнуть во время производства, сварки и других операций. Вибрация или растяжение печатной платы, ее падение или другие факторы механической деформации разрушат дорожки или паяные соединения. Аналогичным образом, химические вещества или влага могут вызвать износ припоя или металлических деталей, что может привести к поломке выводов компонентов.

Проблема шестая: незакрепленные или неправильно установленные компоненты
Во время процесса оплавления мелкие детали могут плавать на расплавленном припое и в конечном итоге покинуть целевой паяный шов. Возможные причины смещения или наклона включают вибрацию или подпрыгивание компонентов на паяной печатной плате из-за недостаточной поддержки печатной платы, настроек печи оплавления, проблем с паяльной пастой и человеческой ошибки.

Проблема седьмая: проблема со сваркой
Ниже приведены некоторые проблемы, вызванные плохой практикой сварки:

Нарушенные паяные соединения: припой перемещается до затвердевания из-за внешних воздействий. Это похоже на холодную пайку, но причина другая. Это можно исправить повторным нагревом и обеспечить, чтобы паяные соединения не повреждались снаружи при их охлаждении.

Холодная сварка. Эта ситуация возникает, когда припой не может плавиться должным образом, что приводит к образованию шероховатых поверхностей и ненадежным соединениям. Поскольку избыток припоя препятствует полному плавлению, также могут возникнуть холодные паяные соединения. Решение — разогреть соединение и удалить излишки припоя.

Паяльная перемычка: это происходит, когда припой пересекает и физически соединяет два вывода вместе. Они могут привести к неожиданным соединениям и коротким замыканиям, что может привести к перегоранию компонентов или выгоранию дорожек при слишком высоком токе.

Подушечка: недостаточное смачивание гриля или гриля. Слишком много или слишком мало припоя. Контактные площадки, приподнятые из-за перегрева или грубой пайки.

Проблема восьмая: человеческая ошибка
Большинство дефектов при производстве печатных плат вызвано человеческой ошибкой. В большинстве случаев неправильные производственные процессы, неправильное размещение компонентов и непрофессиональные производственные спецификации могут стать причиной до 64% ​​предотвратимых дефектов продукции. По следующим причинам вероятность возникновения дефектов увеличивается с увеличением сложности схемы и количества производственных процессов: плотно упакованные компоненты; несколько слоев схемы; тонкая проводка; компоненты для поверхностной пайки; силовые и заземляющие плоскости.

Хотя каждый производитель или сборщик надеется, что изготовленная печатная плата не имеет дефектов, существует множество проблем проектирования и производственного процесса, которые вызывают постоянные проблемы с печатной платой.

К типичным проблемам и результатам относятся следующие моменты: некачественная пайка может привести к коротким замыканиям, обрывам, холодной пайке соединений и т. д.; несовпадение слоев платы может привести к плохому контакту и снижению общей производительности; плохая изоляция медных дорожек может привести к появлению следов и следов. Между проводами возникает дуга; если медные дорожки расположены между переходными отверстиями слишком плотно, возникает риск короткого замыкания; недостаточная толщина печатной платы приведет к изгибу и разрушению.