PCB tasarımı ve üretimi sürecinde mühendislerin yalnızca PCB üretimi sırasındaki kazaları önlemeleri değil, aynı zamanda tasarım hatalarından da kaçınmaları gerekir. Bu makale, herkesin tasarım ve üretim çalışmalarına biraz yardımcı olmayı umarak bu yaygın PCB sorunlarını özetlemekte ve analiz etmektedir.

Sorun 1: PCB kartı kısa devresi
Bu sorun doğrudan PCB kartının çalışmamasına neden olacak yaygın hatalardan biridir ve bu sorunun birçok nedeni vardır. Aşağıda tek tek analiz edelim.

PCB kısa devresinin en büyük nedeni yanlış lehim pedi tasarımıdır. Şu anda, kısa devreleri önlemek amacıyla noktalar arasındaki mesafeyi artırmak için yuvarlak lehim pedi oval bir şekle dönüştürülebilir.

PCB parçalarının yönünün uygun olmayan tasarımı da kartın kısa devre yapmasına ve çalışmamasına neden olacaktır. Örneğin SOIC'in pini kalay dalgasına paralel ise kısa devre kazasına neden olmak kolaydır. Bu sırada parçanın yönü kalay dalgasına dik olacak şekilde uygun şekilde değiştirilebilir.

PCB'nin kısa devre arızasına neden olacak bir olasılık daha var yani otomatik geçmeli ayağın bükülmesi. IPC, pimin uzunluğunun 2 mm'den az olmasını şart koştuğundan ve bükülmüş bacağın açısı çok büyük olduğunda parçaların düşeceği endişesi olduğundan, kısa devreye neden olmak kolaydır ve lehim bağlantısının daha fazla olması gerekir. Devreden 2 mm uzakta.

Yukarıda belirtilen üç nedene ek olarak, çok büyük alt tabaka delikleri, çok düşük kalay fırın sıcaklığı, kartın zayıf lehimlenebilirliği, lehim maskesinin arızası gibi PCB kartında kısa devre arızalarına neden olabilecek bazı nedenler de vardır. ve pano yüzeyinin kirlenmesi vb. arızaların nispeten yaygın nedenleridir. Mühendisler yukarıdaki sebepleri arızanın ortaya çıkışıyla karşılaştırıp tek tek ortadan kaldırabilir ve kontrol edebilirler.

Sorun 2: PCB kartında koyu ve grenli temas noktaları görünüyor
PCB üzerindeki koyu renk veya küçük taneli bağlantı sorunu çoğunlukla lehimin kirlenmesinden ve lehim bağlantı yapısını oluşturan erimiş kalayda karışan aşırı oksitlerin çok kırılgan olmasından kaynaklanmaktadır. Düşük kalay içerikli lehim kullanımından kaynaklanan koyu renkle karıştırmamaya dikkat edin.

Bu problemin bir diğer nedeni ise imalat sürecinde kullanılan lehimin bileşiminin değişmesi ve yabancı madde içeriğinin çok yüksek olmasıdır. Saf kalay eklemek veya lehimi değiştirmek gerekir. Vitray, elyaf oluşumunda katmanlar arasında ayrılma gibi fiziksel değişikliklere neden olur. Ancak bu durum lehim bağlantılarının zayıf olmasından kaynaklanmamaktadır. Bunun nedeni, alt tabakanın çok yüksek ısıtılmasıdır, bu nedenle ön ısıtma ve lehimleme sıcaklığının düşürülmesi veya alt tabakanın hızının arttırılması gerekir.

Üçüncü sorun: PCB lehim bağlantıları altın sarısı oluyor
Normal koşullar altında PCB kartındaki lehim gümüş grisidir ancak bazen altın lehim bağlantıları görünür. Bu sorunun temel nedeni sıcaklığın çok yüksek olmasıdır. Şu anda yalnızca kalay fırınının sıcaklığını düşürmeniz gerekiyor.

Soru 4: Kötü tahta aynı zamanda çevreden de etkileniyor
PCB'nin kendi yapısından dolayı, uygunsuz bir ortamda olduğunda PCB'ye zarar vermek kolaydır. Aşırı sıcaklık veya değişken sıcaklık, aşırı nem, yüksek yoğunluklu titreşim ve diğer koşullar, kartın performansının düşmesine ve hatta hurdaya çıkmasına neden olan faktörlerdir. Örneğin ortam sıcaklığındaki değişiklikler kartın deformasyonuna neden olacaktır. Bu nedenle lehim bağlantıları bozulabilir, levhanın şekli bükülebilir veya levha üzerindeki bakır izleri kırılabilir.

Öte yandan havadaki nem, açıkta kalan bakır izleri, lehim bağlantıları, pedler ve bileşen uçları gibi metal yüzeylerde oksidasyona, korozyona ve paslanmaya neden olabilir. Bileşenlerin ve devre kartlarının yüzeyinde kir, toz veya birikinti birikmesi, bileşenlerin hava akışını ve soğumasını da azaltarak PCB'nin aşırı ısınmasına ve performansın düşmesine neden olabilir. PCB'nin titreşimi, düşmesi, çarpması veya bükülmesi onu deforme edecek ve çatlağın ortaya çıkmasına neden olurken, yüksek akım veya aşırı gerilim PCB'nin bozulmasına veya bileşenlerin ve yolların hızla eskimesine neden olacaktır.

Beşinci sorun: PCB açık devresi
İz bozulduğunda veya lehim bileşen kablolarında değil de yalnızca ped üzerinde olduğunda açık devre meydana gelebilir. Bu durumda bileşen ile PCB arasında herhangi bir yapışma veya bağlantı yoktur. Tıpkı kısa devreler gibi bunlar da üretim veya kaynak ve diğer işlemler sırasında meydana gelebilir. Devre kartının titreşimi veya esnemesi, düşmesi veya diğer mekanik deformasyon faktörleri izleri veya lehim bağlantılarını yok edecektir. Benzer şekilde kimyasal veya nem, lehim veya metal parçaların aşınmasına neden olabilir ve bu da bileşen kablolarının kırılmasına neden olabilir.

Altıncı sorun: Gevşek veya yanlış yerleştirilmiş bileşenler
Yeniden akıtma işlemi sırasında, küçük parçalar erimiş lehimin üzerinde yüzebilir ve sonunda hedef lehim bağlantısını terk edebilir. Yer değiştirmenin veya eğilmenin olası nedenleri arasında, yetersiz devre kartı desteği nedeniyle lehimli PCB kartı üzerindeki bileşenlerin titreşimi veya sıçraması, yeniden akışlı fırın ayarları, lehim pastası sorunları ve insan hatası yer alır.

Yedinci sorun: kaynak sorunu
Kötü kaynak uygulamalarından kaynaklanan sorunlardan bazıları şunlardır:

Bozulmuş lehim bağlantıları: Lehim, dış etkenlerden dolayı katılaşmadan önce hareket eder. Bu, soğuk lehim bağlantılarına benzer, ancak nedeni farklıdır. Tekrar ısıtılarak düzeltilebilir ve lehim bağlantılarının soğuduğunda dışarıdan rahatsız edilmemesi sağlanır.

Soğuk kaynak: Bu durum, lehimin düzgün bir şekilde eritilememesi sonucu ortaya çıkar ve pürüzlü yüzeylere ve güvenilmez bağlantılara neden olur. Aşırı lehim tamamen erimeyi engellediğinden soğuk lehim bağlantıları da meydana gelebilir. Çözüm, eklemi yeniden ısıtmak ve fazla lehimi çıkarmaktır.

Lehim köprüsü: Bu, lehimin iki ucu geçip fiziksel olarak birbirine bağladığı zaman meydana gelir. Bunlar beklenmedik bağlantılar ve kısa devreler oluşturabilir, bu da akımın çok yüksek olması durumunda bileşenlerin yanmasına veya izlerin sönmesine neden olabilir.

Ped: Kurşunun veya kurşunun yetersiz ıslatılması. Çok fazla veya çok az lehim. Aşırı ısınma veya kaba lehimleme nedeniyle yükselen pedler.

Sekizinci sorun: insan hatası
PCB üretimindeki kusurların çoğu insan hatasından kaynaklanmaktadır. Çoğu durumda, yanlış üretim süreçleri, bileşenlerin yanlış yerleştirilmesi ve profesyonel olmayan üretim özellikleri, önlenebilir ürün kusurlarının %64'e varan oranda oluşmasına neden olabilir. Aşağıdaki nedenlerden dolayı, devre karmaşıklığı ve üretim süreçlerinin sayısı arttıkça kusurlara neden olma olasılığı da artar: yoğun şekilde paketlenmiş bileşenler; çoklu devre katmanları; ince kablolama; yüzey lehimleme bileşenleri; güç ve yer uçakları.

Her ne kadar her üretici veya montajcı, üretilen PCB kartının hatasız olmasını umsa da, sürekli PCB kartı sorunlarına neden olan pek çok tasarım ve üretim süreci sorunu vardır.

Tipik sorunlar ve sonuçlar aşağıdaki noktaları içerir: zayıf lehimleme kısa devrelere, açık devrelere, soğuk lehim bağlantılarına vb. neden olabilir; panel katmanlarının yanlış hizalanması zayıf temasa ve zayıf genel performansa yol açabilir; bakır izlerinin kötü yalıtımı iz ve izlere neden olabilir Teller arasında ark vardır; bakır izleri vialar arasına çok sıkı yerleştirilirse kısa devre riski vardır; Devre kartının yetersiz kalınlığı bükülmeye ve kırılmaya neden olacaktır.