ในกระบวนการออกแบบและการผลิต PCB วิศวกรไม่เพียง แต่จำเป็นต้องป้องกันอุบัติเหตุในระหว่างการผลิต PCB แต่ยังต้องหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการออกแบบ บทความนี้สรุปและวิเคราะห์ปัญหา PCB ทั่วไปเหล่านี้โดยหวังว่าจะนำความช่วยเหลือมาสู่การออกแบบและการผลิตของทุกคน

ปัญหาที่ 1: ลัดวงจรบอร์ด PCB
ปัญหานี้เป็นหนึ่งในข้อบกพร่องทั่วไปที่จะทำให้บอร์ด PCB ไม่ทำงานโดยตรงและมีเหตุผลหลายประการสำหรับปัญหานี้ มาวิเคราะห์ทีละด้านด้านล่าง

สาเหตุที่ใหญ่ที่สุดของการลัดวงจร PCB คือการออกแบบแผ่นบัดกรีที่ไม่เหมาะสม ในเวลานี้แผ่นบัดกรีกลมสามารถเปลี่ยนเป็นรูปวงรีเพื่อเพิ่มระยะห่างระหว่างจุดเพื่อป้องกันการลัดวงจร

การออกแบบที่ไม่เหมาะสมของทิศทางของชิ้นส่วน PCB จะทำให้บอร์ดลัดวงจรและไม่สามารถทำงานได้ ตัวอย่างเช่นหากพินของ SOIC ขนานกับคลื่นกระป๋องมันเป็นเรื่องง่ายที่จะทำให้เกิดอุบัติเหตุลัดวงจร ในเวลานี้ทิศทางของชิ้นส่วนสามารถปรับเปลี่ยนได้อย่างเหมาะสมเพื่อให้ตั้งฉากกับคลื่นดีบุก

มีความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งที่จะทำให้เกิดความล้มเหลวของวงจรลัดวงจรของ PCB นั่นคือเท้างอปลั๊กอินอัตโนมัติ เนื่องจาก IPC กำหนดว่าความยาวของพินน้อยกว่า 2 มม. และมีความกังวลว่าชิ้นส่วนจะลดลงเมื่อมุมของขางอมีขนาดใหญ่เกินไปมันเป็นเรื่องง่ายที่จะทำให้เกิดการลัดวงจรและข้อต่อประสานต้องอยู่ห่างจากวงจรมากกว่า 2 มม.

นอกเหนือจากเหตุผลสามประการที่กล่าวถึงข้างต้นแล้วยังมีเหตุผลบางประการที่อาจทำให้เกิดความล้มเหลวของการลัดวงจรของบอร์ด PCB เช่นรูพื้นผิวที่มีขนาดใหญ่เกินไปอุณหภูมิเตาเตาเผาต่ำเกินไป วิศวกรสามารถเปรียบเทียบสาเหตุข้างต้นกับการเกิดขึ้นของความล้มเหลวในการกำจัดและตรวจสอบทีละหนึ่ง

ปัญหาที่ 2: รายชื่อที่มืดและมีเม็ดเล็กปรากฏบนบอร์ด PCB
ปัญหาของสีเข้มหรือข้อต่อเล็ก ๆ ที่มีเม็ดเล็ก ๆ บน PCB นั้นส่วนใหญ่เกิดจากการปนเปื้อนของบัดกรีและออกไซด์ที่มากเกินไปผสมในกระป๋องที่หลอมเหลวซึ่งเป็นโครงสร้างข้อต่อประสานนั้นเปราะเกินไป ระวังอย่าสับสนกับสีเข้มที่เกิดจากการใช้บัดกรีที่มีเนื้อหาดีบุกต่ำ

อีกเหตุผลหนึ่งสำหรับปัญหานี้คือองค์ประกอบของการประสานที่ใช้ในกระบวนการผลิตมีการเปลี่ยนแปลงและเนื้อหาของสิ่งเจือปนสูงเกินไป จำเป็นต้องเพิ่มดีบุกบริสุทธิ์หรือเปลี่ยนบัดกรี กระจกสีทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพในการสะสมของเส้นใยเช่นการแยกระหว่างเลเยอร์ แต่สถานการณ์นี้ไม่ได้เกิดจากข้อต่อประสานที่ไม่ดี เหตุผลก็คือสารตั้งต้นสูงเกินไปดังนั้นจึงจำเป็นต้องลดการอุ่นและอุณหภูมิการบัดกรีหรือเพิ่มความเร็วของสารตั้งต้น

ปัญหาที่สาม: ข้อต่อประสาน PCB กลายเป็นสีเหลืองทองคำ
ภายใต้สถานการณ์ปกติการประสานบนบอร์ด PCB เป็นสีเทาสีเงิน แต่บางครั้งก็มีข้อต่อประสานสีทองปรากฏขึ้น เหตุผลหลักสำหรับปัญหานี้คืออุณหภูมิสูงเกินไป ในเวลานี้คุณจะต้องลดอุณหภูมิของเตาเผาดีบุกเท่านั้น

คำถามที่ 4: คณะกรรมการที่ไม่ดีได้รับผลกระทบจากสิ่งแวดล้อมเช่นกัน
เนื่องจากโครงสร้างของ PCB เองจึงเป็นเรื่องง่ายที่จะทำให้เกิดความเสียหายต่อ PCB เมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย อุณหภูมิสูงหรืออุณหภูมิที่ผันผวนความชื้นมากเกินไปการสั่นสะเทือนความเข้มสูงและเงื่อนไขอื่น ๆ เป็นปัจจัยทั้งหมดที่ทำให้ประสิทธิภาพของบอร์ดลดลงหรือถูกทิ้ง ตัวอย่างเช่นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิโดยรอบจะทำให้เกิดการเสียรูปของบอร์ด ดังนั้นข้อต่อประสานจะถูกทำลายรูปร่างของคณะกรรมการจะงอหรือร่องรอยทองแดงบนกระดานอาจถูกทำลาย

ในทางกลับกันความชื้นในอากาศสามารถทำให้เกิดออกซิเดชันการกัดกร่อนและการเกิดสนิมบนพื้นผิวโลหะเช่นร่องรอยทองแดงที่สัมผัสข้อต่อประสานแผ่นและตะกั่วส่วนประกอบ การสะสมของสิ่งสกปรกฝุ่นหรือเศษเล็กเศษน้อยบนพื้นผิวของส่วนประกอบและแผงวงจรยังสามารถลดการไหลของอากาศและการระบายความร้อนของส่วนประกอบทำให้ PCB ร้อนเกินไปและการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพ การสั่นสะเทือนการลดลงการกดปุ่มหรือการดัดงอ PCB จะทำให้เสียโฉมและทำให้รอยแตกปรากฏขึ้นในขณะที่กระแสไฟฟ้าสูงหรือแรงดันไฟฟ้าสูงจะทำให้ PCB ถูกทำลายลงหรือทำให้เกิดความสูงของส่วนประกอบและเส้นทางอย่างรวดเร็ว

ปัญหาที่ห้า: วงจรเปิด PCB
เมื่อการติดตามเสียหรือเมื่อประสานอยู่บนแผ่นรองเท่านั้นและไม่ได้อยู่ในส่วนประกอบของส่วนประกอบวงจรเปิดสามารถเกิดขึ้นได้ ในกรณีนี้ไม่มีการยึดเกาะหรือการเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบและ PCB เช่นเดียวกับการลัดวงจรสิ่งเหล่านี้อาจเกิดขึ้นระหว่างการผลิตหรือการเชื่อมและการดำเนินการอื่น ๆ การสั่นสะเทือนหรือการยืดของแผงวงจรวางลงหรือปัจจัยการเสียรูปเชิงกลอื่น ๆ จะทำลายร่องรอยหรือข้อต่อประสาน ในทำนองเดียวกันสารเคมีหรือความชื้นอาจทำให้ชิ้นส่วนประสานหรือชิ้นส่วนโลหะสวมใส่ซึ่งอาจทำให้ส่วนประกอบนำไปสู่การแตก

ปัญหาที่หก: ส่วนประกอบหลวมหรือวางผิดที่
ในระหว่างกระบวนการ reflow ชิ้นส่วนเล็ก ๆ อาจลอยอยู่บนบัดกรีหลอมเหลวและในที่สุดก็ออกจากข้อต่อประสานเป้าหมาย เหตุผลที่เป็นไปได้สำหรับการกระจัดหรือการเอียงรวมถึงการสั่นสะเทือนหรือการตีกลับของส่วนประกอบบนบอร์ด PCB ที่บัดกรีเนื่องจากการสนับสนุนแผงวงจรไม่เพียงพอการตั้งค่าเตาอบรีฟวี่ปัญหาการวางบัดกรีและข้อผิดพลาดของมนุษย์

ปัญหาที่เจ็ด: ปัญหาการเชื่อม
ต่อไปนี้เป็นปัญหาบางอย่างที่เกิดจากแนวทางการเชื่อมที่ไม่ดี:

ข้อต่อประสานที่ถูกรบกวน: บัดกรีเคลื่อนที่ก่อนที่จะทำให้แข็งตัวเนื่องจากการรบกวนจากภายนอก สิ่งนี้คล้ายกับข้อต่อประสานเย็น แต่เหตุผลก็แตกต่างกัน มันสามารถแก้ไขได้โดยการอุ่นและตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อต่อประสานไม่ถูกรบกวนจากภายนอกเมื่อพวกเขาเย็นลง

การเชื่อมเย็น: สถานการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อบัดกรีไม่สามารถละลายได้อย่างถูกต้องส่งผลให้พื้นผิวขรุขระและการเชื่อมต่อที่ไม่น่าเชื่อถือ เนื่องจากการประสานมากเกินไปป้องกันการหลอมละลายที่สมบูรณ์ข้อต่อประสานเย็นอาจเกิดขึ้นได้เช่นกัน วิธีการรักษาคือการอุ่นข้อต่อและลบการประสานส่วนเกิน

Bolder Bridge: สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อการประสานข้ามและเชื่อมต่อทางกายภาพสองตัวเข้าด้วยกัน สิ่งเหล่านี้อาจก่อให้เกิดการเชื่อมต่อที่ไม่คาดคิดและวงจรลัดวงจรซึ่งอาจทำให้ส่วนประกอบเผาผลาญหรือเผาผลาญร่องรอยเมื่อกระแสสูงเกินไป

PAD: การเปียกของตะกั่วหรือตะกั่วไม่เพียงพอ ประสานมากเกินไปหรือน้อยเกินไป แผ่นที่สูงขึ้นเนื่องจากความร้อนสูงเกินไปหรือการบัดกรีหยาบ

ปัญหาที่แปด: ข้อผิดพลาดของมนุษย์
ข้อบกพร่องส่วนใหญ่ในการผลิต PCB เกิดจากข้อผิดพลาดของมนุษย์ ในกรณีส่วนใหญ่กระบวนการผลิตที่ไม่ถูกต้องการจัดวางส่วนประกอบที่ไม่ถูกต้องและข้อกำหนดการผลิตที่ไม่เป็นมืออาชีพอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์ที่หลีกเลี่ยงได้มากถึง 64% เนื่องจากเหตุผลดังต่อไปนี้ความเป็นไปได้ของการทำให้เกิดข้อบกพร่องเพิ่มขึ้นด้วยความซับซ้อนของวงจรและจำนวนกระบวนการผลิต: ส่วนประกอบที่บรรจุอย่างหนาแน่น; หลายชั้นวงจร; สายไฟดี; ส่วนประกอบการบัดกรีพื้นผิว; พลังและเครื่องบินภาคพื้นดิน

แม้ว่าผู้ผลิตหรือแอสเซมเบลอร์ทุกคนจะหวังว่าบอร์ด PCB ที่ผลิตจะปราศจากข้อบกพร่อง แต่มีปัญหาการออกแบบและกระบวนการผลิตจำนวนมากที่ทำให้เกิดปัญหาบอร์ด PCB อย่างต่อเนื่อง

ปัญหาและผลลัพธ์ทั่วไปรวมถึงประเด็นต่อไปนี้: การบัดกรีที่ไม่ดีสามารถนำไปสู่วงจรลัดวงจรเปิด, ข้อต่อประสานเย็น, ฯลฯ ; การเยื้องศูนย์ของชั้นคณะกรรมการสามารถนำไปสู่การติดต่อที่ไม่ดีและประสิทธิภาพโดยรวมที่ไม่ดี ฉนวนกันความร้อนที่ไม่ดีของร่องรอยทองแดงสามารถนำไปสู่การติดตามและร่องรอยมีส่วนโค้งระหว่างสายไฟ หากร่องรอยทองแดงถูกวางไว้อย่างแน่นหนาระหว่าง VIAS มีความเสี่ยงต่อการลัดวงจร ความหนาไม่เพียงพอของแผงวงจรจะทำให้เกิดการดัดและการแตกหัก