V procese návrhu a výroby PCB musia inžinieri nielen zabrániť nehodám počas výroby DPS, ale musia sa tiež vyhnúť chybám navrhovania. Tento článok sumarizuje a analyzuje tieto bežné problémy s PCB v nádeji, že prinesie pomoc každému na dizajn a výrobné práce.

Problém 1: skrat dosky DPS
Tento problém je jednou z bežných porúch, ktoré priamo spôsobia, že doska PCB nebude fungovať, a existuje veľa dôvodov tohto problému. Analyzme jeden po druhom nižšie.

Najväčšou príčinou skratu DPS je nesprávny dizajn spájkovania. V tejto chvíli je možné okrúhle spájkovacie podložky zmeniť na oválny tvar, aby sa zvýšila vzdialenosť medzi bodmi, aby sa zabránilo skratom.

Nevhodný návrh smeru častí PCB tiež spôsobí skratku a nefunguje to. Napríklad, ak je kolík SOIC rovnobežný s cínovou vlnou, je ľahké spôsobiť nehodu skratu. V tejto chvíli môže byť smer dielu primerane upravený tak, aby bol kolmý na cínovú vlnu.

Existuje ďalšia možnosť, ktorá spôsobí zlyhanie DPS skratového obvodu, to znamená, že automatická plug-in ohnutá noha. Keďže IPC stanovuje, že dĺžka kolíka je menšia ako 2 mm a existuje obava, že časti spadnú, keď je uhol ohnutej nohy príliš veľký, je ľahké spôsobiť skrat a spájkový kĺb musí byť viac ako 2 mm od okruhu.

Okrem troch vyššie uvedených dôvodov existujú aj niektoré dôvody, ktoré môžu spôsobiť zlyhania skratov dosky DPS, ako sú príliš veľké substrátové dierky, príliš nízka teplota plechovej pece, zlá spájajúca doska, zlyhanie spájkovacej masky a znečistenia povrchu dosky atď. Inžinieri môžu porovnávať vyššie uvedené príčiny s výskytom zlyhania eliminovania a kontroly jeden po druhom.

Problém 2: Na doske PCB sa objavia tmavé a zrnité kontakty
Problém tmavej farby alebo malých zrnitých kĺbov na DPS je väčšinou spôsobený kontamináciou spájkovača a nadmernými oxidmi zmiešanými v roztavenom cínu, ktoré tvoria štruktúru spájkovacej kĺbu, sú príliš krehké. Dávajte pozor, aby ste ho nezamieňali s tmavou farbou spôsobenou pomocou spájkovača s nízkym obsahom cínu.

Ďalším dôvodom tohto problému je to, že zloženie spájkovača použitého vo výrobnom procese sa zmenilo a obsah nečistoty je príliš vysoký. Je potrebné pridať čistú plechovku alebo vymeniť spájku. Zákonné sklo spôsobuje fyzické zmeny hromadenia vlákien, napríklad oddelenie medzi vrstvami. Táto situácia však nie je spôsobená zlými spájkovanými kĺbmi. Dôvodom je to, že substrát je príliš vysoký zahrievaný, takže je potrebné znížiť predhrievaciu a spájkovaciu teplotu alebo zvýšiť rýchlosť substrátu.

Problém tretí: Spájkovacie kĺby PCB sa stávajú zlatožltou farbou
Za normálnych okolností je spájka na doske PCB strieborná šedá, ale občas sa objavujú kĺby zlatého spájkovania. Hlavným dôvodom tohto problému je to, že teplota je príliš vysoká. V tejto chvíli musíte iba znížiť teplotu cínovej pece.

Otázka 4: Zlá rada je tiež ovplyvnená životným prostredím
Vzhľadom na štruktúru samotného PCB je ľahké spôsobiť poškodenie DPS, keď je v nepriaznivom prostredí. Extrémna teplota alebo kolísajúca teplota, nadmerná vlhkosť, vibrácie s vysokou intenzitou a ďalšie podmienky sú faktory, ktoré spôsobujú zníženie alebo dokonca zošrotované výkonnosť dosky. Napríklad zmeny v okolitej teplote spôsobia deformáciu dosky. Preto budú spájkovacie kĺby zničené, tvar dosky bude ohnutý alebo sa môžu zlomiť stopy medi na doske.

Na druhej strane, vlhkosť vo vzduchu môže spôsobiť oxidáciu, koróziu a hrdzu na kovových povrchoch, ako sú exponované stopy medi, spájkovacie kĺby, podložky a vodiče komponentov. Hromadenie nečistôt, prachu alebo zvyškov na povrchu komponentov a dosiek obvodov môže tiež znížiť prietok vzduchu a chladenie komponentov, čo spôsobuje prehrievanie PCB a degradáciu výkonu. Vibrácie, pád, zasiahnutie alebo ohýbanie DPS sa zdeformujú a spôsobia, že sa objaví trhliny, zatiaľ čo vysoký prúd alebo prepätie spôsobí rozdelenie DPS alebo spôsobí rýchle starnutie komponentov a ciest.

Problém 5: Otvorený obvod PCB
Keď je stopa prerušená alebo keď je spájka iba na podložke a nie na komponente, môže sa vyskytnúť otvorený obvod. V tomto prípade neexistuje priľnavosť ani spojenie medzi komponentom a PCB. Rovnako ako skraty, aj tieto sa môžu vyskytnúť aj počas výroby alebo zvárania a iných operácií. Vibrácie alebo natiahnutie dosky obvodu, ich spadnutie alebo iné mechanické deformačné faktory zničia stopy alebo spájkovacie kĺby. Podobne môže chemická alebo vlhkosť spôsobiť opotrebovanie spájkovacej alebo kovovej časti, čo môže spôsobiť zlomenie komponentu.

Problém šesť: voľné alebo nesprávne umiestnené komponenty
Počas procesu reflow sa malé časti môžu vznášať na roztavenej spájke a nakoniec opustiť cieľový spájkovací kĺb. Možné dôvody pre posun alebo sklon zahŕňajú vibrácie alebo odrazy komponentov na doske spájkovanej dosky DPS v dôsledku nedostatočnej podpory dosky obvodov, nastavení rúry prefukovania, problémov s spájkovacími pastami a ľudských chýb.

Problém sedem: Problém zvárania
Nasledujú niektoré z problémov spôsobených zlými postupmi zvárania:

Narušené spájkovacie kĺby: Spájka sa pohybuje pred tuhnutím v dôsledku vonkajších porúch. Je to podobné ako pri studených spájkovacích kĺboch, ale dôvod je iný. Môže sa opraviť ohrievaním a zabezpečiť, aby spájkovacie kĺby neboli vyrušené vonkajšou časťou, keď sú ochladené.

Zváranie za studena: Táto situácia sa vyskytuje, keď sa spájka nedá správne roztaviť, čo vedie k drsným povrchom a nespoľahlivým spojením. Pretože nadmerná spájka zabraňuje úplnému topeniu, môžu sa vyskytnúť aj studené spájkovacie kĺby. Nápravou je znovu zohriať kĺb a odstránenie prebytočného spájkovania.

Solovský most: Stáva sa to, keď spájka kríži a fyzicky spája dva vodiče k sebe. Môžu tvoriť neočakávané spojenia a skraty, ktoré môžu spôsobiť, že komponenty vyhorí alebo vyhorí stopy, keď je prúd príliš vysoký.

Podložka: Nedostatočné zmáčanie olova alebo olovo. Príliš veľa alebo príliš málo spájkovania. Podložky, ktoré sú zvýšené v dôsledku prehriatia alebo drsného spájkovania.

Problém osem: ľudská chyba
Väčšina defektov vo výrobe PCB je spôsobená ľudskou chybou. Vo väčšine prípadov môžu nesprávne výrobné procesy, nesprávne umiestnenie komponentov a neprofesionálne výrobné špecifikácie spôsobiť až 64% defektov produktu, ktorým sa dá vyhnúť. Z nasledujúcich dôvodov sa možnosť spôsobenia defektov zvyšuje so zložitosťou obvodu a počtom výrobných procesov: husto zabalené komponenty; viac vrstiev obvodov; jemné zapojenie; komponenty spájkovania povrchu; Power a pozemné lietadlá.

Aj keď každý výrobca alebo zostavovateľ dúfa, že vyprodukovaná doska PCB neobsahuje chyby, existuje však toľko problémov s procesom dizajnu a výroby, ktoré spôsobujú nepretržité problémy dosky dospej na dosky DPS.

Typické problémy a výsledky zahŕňajú nasledujúce body: Zlé spájkovanie môže viesť k skratom, otvoreným obvodom, kĺbom spájkovania atď.; Nesprávne zarovnanie vrstiev rady môže viesť k zlému kontaktu a slabému celkovému výkonu; Zlá izolácia stopy medi môže viesť k stopám a stopám, že medzi vodičmi je oblúk; Ak sú stopy medi umiestnené príliš pevne medzi priechodmi, existuje riziko skratu; Nedostatočná hrúbka dosky obvodu spôsobí ohyb a zlomeninu.