V procese návrhu a výroby DPS musia inžinieri nielen predchádzať nehodám počas výroby DPS, ale musia sa tiež vyhnúť chybám v návrhu. Tento článok sumarizuje a analyzuje tieto bežné problémy s plošnými spojmi v nádeji, že každému pomôže pri návrhu a výrobe.

Problém 1: Skrat dosky plošných spojov
Tento problém je jednou z bežných porúch, ktoré priamo spôsobia, že doska plošných spojov nebude fungovať, a existuje veľa dôvodov pre tento problém. Poďme analyzovať jeden po druhom nižšie.

Najväčšou príčinou skratu PCB je nesprávna konštrukcia spájkovacej podložky. V tomto čase môže byť okrúhla spájkovacia podložka zmenená na oválny tvar, aby sa zväčšila vzdialenosť medzi bodmi, aby sa predišlo skratom.

Nevhodný návrh nasmerovania dielov DPS spôsobí aj skrat a nefunkčnosť dosky. Napríklad, ak je kolík SOIC rovnobežný s cínovou vlnou, je ľahké spôsobiť skrat. V tomto čase môže byť smer dielu vhodne upravený tak, aby bol kolmý na vlnu cínu.

Existuje ešte jedna možnosť, ktorá spôsobí skratovú poruchu DPS, teda automatická zásuvná ohnutá pätka. Keďže IPC stanovuje, že dĺžka kolíka je menšia ako 2 mm a existuje obava, že diely spadnú, keď je uhol ohnutej nohy príliš veľký, je ľahké spôsobiť skrat a spájkovaný spoj musí byť väčší ako 2 mm od obvodu.

Okrem troch vyššie uvedených dôvodov existujú aj niektoré dôvody, ktoré môžu spôsobiť skratové poruchy dosky plošných spojov, ako sú príliš veľké otvory v substráte, príliš nízka teplota pocínovacej pece, zlá spájkovateľnosť dosky, porucha spájkovacej masky. , a dosky Znečistenie povrchov a pod., sú pomerne častou príčinou porúch. Inžinieri môžu porovnať vyššie uvedené príčiny s výskytom poruchy, odstrániť a skontrolovať jednu po druhej.

Problém 2: Na doske PCB sa objavujú tmavé a zrnité kontakty
Problém tmavej farby alebo drobnozrnných spojov na DPS je väčšinou spôsobený kontamináciou spájky a nadmerným množstvom oxidov primiešaných do roztaveného cínu, ktoré tvoria štruktúru spájkovaného spoja, je príliš krehký. Dávajte pozor, aby ste si ho nepomýlili s tmavou farbou spôsobenou použitím spájky s nízkym obsahom cínu.

Ďalším dôvodom tohto problému je, že sa zmenilo zloženie spájky použitej vo výrobnom procese a obsah nečistôt je príliš vysoký. Je potrebné pridať čistý cín alebo vymeniť spájku. Farebné sklo spôsobuje fyzické zmeny v nahromadení vlákien, ako je oddelenie medzi vrstvami. Ale táto situácia nie je spôsobená zlými spájkovanými spojmi. Dôvodom je príliš vysoké zahrievanie substrátu, preto je potrebné znížiť teplotu predhrievania a spájkovania alebo zvýšiť rýchlosť substrátu.

Problém 3: Spájkované spoje PCB sú zlatožlté
Za normálnych okolností je spájka na doske plošných spojov strieborno šedá, ale občas sa objavia zlaté spájkované spoje. Hlavným dôvodom tohto problému je príliš vysoká teplota. V tomto okamihu stačí znížiť teplotu plechovej pece.

Otázka 4: Na zlú dosku má vplyv aj životné prostredie
Vzhľadom na štruktúru samotnej DPS je ľahké spôsobiť poškodenie DPS, keď je v nepriaznivom prostredí. Extrémna teplota alebo kolísanie teploty, nadmerná vlhkosť, vysokointenzívne vibrácie a ďalšie podmienky sú faktory, ktoré spôsobujú zníženie alebo dokonca zošrotovanie dosky. Napríklad zmeny okolitej teploty spôsobia deformáciu dosky. Preto dôjde k zničeniu spájkovaných spojov, k ohnutiu tvaru dosky alebo k porušeniu medených stôp na doske.

Na druhej strane vlhkosť vo vzduchu môže spôsobiť oxidáciu, koróziu a hrdzu na kovových povrchoch, ako sú odkryté medené stopy, spájkované spoje, podložky a vodiče komponentov. Hromadenie nečistôt, prachu alebo nečistôt na povrchu komponentov a dosiek plošných spojov môže tiež znížiť prúdenie vzduchu a chladenie komponentov, čo spôsobí prehriatie PCB a zníženie výkonu. Vibrácie, pád, náraz alebo ohýbanie DPS ju zdeformuje a spôsobí vznik trhliny, zatiaľ čo vysoký prúd alebo prepätie spôsobí rozpad DPS alebo rýchle starnutie komponentov a ciest.

Problém 5: Prerušený obvod PCB
Keď je stopa prerušená alebo keď je spájka iba na podložke a nie na vodičoch komponentov, môže dôjsť k prerušeniu obvodu. V tomto prípade nedochádza k žiadnej adhézii alebo spojeniu medzi komponentom a doskou plošných spojov. Rovnako ako skraty, aj tieto môžu nastať pri výrobe alebo zváraní a iných operáciách. Vibrácie alebo natiahnutie dosky plošných spojov, ich pád alebo iné mechanické deformačné faktory zničia stopy alebo spájkované spoje. Podobne chemikálie alebo vlhkosť môžu spôsobiť opotrebovanie spájky alebo kovových častí, čo môže spôsobiť zlomenie vývodov komponentov.

Problém 6: uvoľnené alebo nesprávne umiestnené komponenty
Počas procesu pretavenia môžu malé časti plávať na roztavenej spájke a nakoniec opustiť cieľový spájkovaný spoj. Možné príčiny posunutia alebo naklonenia zahŕňajú vibrácie alebo odskakovanie komponentov na spájkovanej doske PCB v dôsledku nedostatočnej podpory dosky plošných spojov, nastavenia pretavovacej pece, problémy so spájkovacou pastou a ľudská chyba.

Problém sedem: problém so zváraním
Nasledujú niektoré z problémov spôsobených zlými postupmi zvárania:

Narušené spájkované spoje: Spájka sa pred stuhnutím pohybuje v dôsledku vonkajších porúch. Je to podobné ako pri spájkovaní za studena, ale dôvod je iný. Dá sa to korigovať opätovným zahriatím a zabezpečiť, aby spájkované spoje neboli pri ochladzovaní zvonka narušené.

Zváranie za studena: Táto situácia nastáva, keď sa spájka nedá správne roztaviť, výsledkom čoho sú drsné povrchy a nespoľahlivé spoje. Pretože nadmerné množstvo spájky bráni úplnému roztaveniu, môžu sa vyskytnúť aj studené spájkované spoje. Nápravou je opätovné zahriatie spoja a odstránenie prebytočnej spájky.

Spájkovací mostík: Stáva sa to, keď spájka prekríži a fyzicky spojí dva vodiče. Môžu vytvárať neočakávané spojenia a skraty, ktoré môžu spôsobiť vyhorenie komponentov alebo vypálenie stôp, keď je prúd príliš vysoký.

Podložka: nedostatočné zvlhčenie olova alebo olova. Príliš veľa alebo príliš málo spájky. Podložky, ktoré sú vyvýšené v dôsledku prehriatia alebo hrubého spájkovania.

Problém osem: ľudská chyba
Väčšina chýb pri výrobe DPS je spôsobená ľudskou chybou. Vo väčšine prípadov môžu nesprávne výrobné procesy, nesprávne umiestnenie komponentov a neprofesionálne výrobné špecifikácie spôsobiť až 64 % chýb 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 vedenie; komponenty na povrchové spájkovanie; napájacie a pozemné roviny.

Hoci každý výrobca alebo zostavovateľ dúfa, že vyrobená doska PCB je bez chýb, existuje toľko problémov s dizajnom a výrobným procesom, ktoré spôsobujú neustále problémy s doskou PCB.

Typické problémy a výsledky zahŕňajú nasledujúce body: zlé spájkovanie môže viesť ku skratom, otvoreným obvodom, studeným spájkovaným spojom atď.; nesprávne zarovnanie vrstiev dosky môže viesť k slabému kontaktu a zlému celkovému výkonu; zlá izolácia medených stôp môže viesť k stopám a stopám Medzi drôtmi je oblúk; ak sú medené stopy umiestnené príliš tesne medzi priechodkami, existuje riziko skratu; nedostatočná hrúbka dosky plošných spojov spôsobí ohnutie a zlomenie.