Leiterplattentechnisch - Wie kann man diese Probleme im PCB-Design und in der Produktion lösen?

Im Prozess der PCB-Design und Produktion, Ingenieure müssen nicht nur Unfälle während Leiterplattenherstellung, aber auch Konstruktionsfehler vermeiden müssen.

Dieser Artikel fasst und analysiert drei gängige PCB-Probleme zusammen und hofft, jedem etwas Hilfe bei der Design- und Produktionsarbeit zu bringen. Es gibt immer noch viele ungewöhnliche Fragen zu Leiterplatten, die dringend auf unserer Website beantwortet werden müssen. Bist du bereit, sie zu beantworten?

Problem 1: Kurzschluss der Leiterplatte

Dieses Problem ist einer der häufigsten Fehler, der direkt dazu führt, dass die Leiterplatte nicht funktioniert. Es gibt viele Gründe für dieses Problem. Analysieren wir eins nach dem anderen.

Die größte Ursache für PCB-Kurzschluss ist unsachgemäßes Lötpad-Design. Zu diesem Zeitpunkt kann das runde Lötpad in eine ovale Form geändert werden, um den Abstand zwischen den Punkten zu erhöhen, um Kurzschlüsse zu vermeiden.

Ungeeignetes Design der Richtung der Leiterplattenteile führt auch dazu, dass die Platine kurzschlüssig wird und nicht funktioniert. Wenn beispielsweise der Stift des SOIC parallel zur Zinnwelle ist, kann leicht ein Kurzschlussunfall verursacht werden. Zu diesem Zeitpunkt kann die Richtung des Teils entsprechend geändert werden, um es senkrecht zur Zinnwelle zu machen.

Es gibt eine andere Möglichkeit, die einen Kurzschlussausfall der Leiterplatte verursacht, das heißt, den automatischen steckbaren gebogenen Fuß. Da das IPC vorsieht, dass die Länge des Stifts kleiner als 2mm ist und es Sorge gibt, dass die Teile fallen, wenn der Winkel des gebogenen Beins zu groß ist, ist es leicht, einen Kurzschluss zu verursachen, und die Lötstelle muss mehr als 2mm von der Schaltung entfernt sein.

Zusätzlich zu den drei oben genannten Gründen gibt es auch einige Gründe, die Kurzschlussfehler der Leiterplatte verursachen können, wie ein zu großes Loch im Substrat, zu niedrige Temperatur im Zinnofen, schlechte Lötbarkeit der Platine, Ausfall der Lötmaske und Oberflächenverschmutzung der Leiterplatte usw. sind relativ häufige Ursachen für Ausfälle. Ingenieure können die oben genannten Ursachen mit den Fehlerbedingungen vergleichen, um sie einzeln zu beseitigen und zu überprüfen.

Problem 2: Dunkle und körnige Kontakte erscheinen auf der Leiterplatte

Das Problem der dunklen Farbe oder kleinkörnigen Verbindungen auf der Leiterplatte ist hauptsächlich auf die Verunreinigung des Lots zurückzuführen und die übermäßigen Oxide, die im geschmolzenen Zinn gemischt sind, die die Lötstellenstruktur bilden, sind zu spröde. Achten Sie darauf, es nicht mit der dunklen Farbe zu verwechseln, die durch die Verwendung von Lot mit niedrigem Zinngehalt verursacht wird.

Ein weiterer Grund für dieses Problem ist, dass sich die Zusammensetzung des im Herstellungsprozess verwendeten Lots geändert hat und der Verunreinigungsgehalt zu hoch ist. Es ist notwendig, reines Zinn hinzuzufügen oder das Lot zu ersetzen. Das Buntglas verursacht physikalische Veränderungen im Faseraufbau, wie Trennung zwischen Schichten. Aber diese Situation ist nicht auf schlechte Lötstellen zurückzuführen. Der Grund ist, dass das Substrat zu hoch erhitzt wird, so dass es notwendig ist, die Vorwärm- und Löttemperatur zu reduzieren oder die Geschwindigkeit des Substrats zu erhöhen.

Problem drei: PCB-Lötstellen werden goldgelb

Unter normalen Umständen ist das Lot auf der Leiterplatte silbergrau, aber gelegentlich gibt es goldene Lötstellen. Der Hauptgrund für dieses Problem ist, dass die Temperatur zu hoch ist. Zu diesem Zeitpunkt müssen Sie nur die Temperatur des Zinnofens senken.

Frage 4: Das schlechte Board ist auch von der Umwelt betroffen

Aufgrund der Struktur der Leiterplatte selbst ist es leicht, die Leiterplatte zu beschädigen, wenn sie sich in einer ungünstigen Umgebung befindet. Extreme Temperatur- oder Temperaturschwankungen, übermäßige Luftfeuchtigkeit, hochintensive Vibrationen und andere Bedingungen sind Faktoren, die dazu führen, dass die Leistung des Boards abnimmt oder sogar verschrottet wird. Zum Beispiel führen Änderungen der Umgebungstemperatur zu Verformungen der Platine. Daher werden die Lötstellen zerstört, die Platinenform gebogen oder die Kupferspuren auf der Platine können gebrochen werden.

Auf der anderen Seite kann Feuchtigkeit in der Luft Oxidation, Korrosion und Rost auf der Metalloberfläche verursachen, wie zum Beispiel freigelegte Kupferspuren, Lötstellen, Pads und Bauteilleitungen. Die Ansammlung von Schmutz, Staub oder Schmutz auf der Oberfläche von Komponenten und Leiterplatten kann auch den Luftstrom und die Kühlung der Komponenten reduzieren, was zu einer Überhitzung der Leiterplatte und Leistungseinbußen führt. Vibrationen, Fallen, Schlagen oder Biegen der Leiterplatte verformen sie und verursachen das Auftreten des Risses, während Hochstrom oder Überspannung dazu führen, dass die Leiterplatte abgebrochen wird oder eine schnelle Alterung von Komponenten und Bahnen verursacht.

Problem fünf: PCB Open Circuit

Wenn die Leiterbahn gebrochen ist oder wenn sich das Lot nur auf dem Pad und nicht auf den Bauteilleitungen befindet, kann es zu einem offenen Stromkreis kommen. In diesem Fall gibt es keine Haftung oder Verbindung zwischen dem Bauteil und der Leiterplatte. Genau wie Kurzschlüsse können diese auch während des Produktionsprozesses oder während des Schweißprozesses und anderer Operationen auftreten. Erschütterung oder Dehnung der Leiterplatte, Fallenlassen oder andere mechanische Verformungsfaktoren zerstören die Leiterbahnen oder Lötstellen. Ebenso können Chemikalien oder Feuchtigkeit zu Verschleiß von Löt- oder Metallteilen führen, was zu Bruch der Bauteile führen kann.

Problem sechs: lose oder verlegte Komponenten

Während des Reflow-Lötprozesses können kleine Teile auf dem geschmolzenen Lot schwimmen und schließlich die Ziellötstelle verlassen. Mögliche Gründe für die Verschiebung oder Neigung sind die Vibration oder das Abprallen der Komponenten auf der gelöteten Leiterplatte aufgrund unzureichender Leiterplattenunterstützung, Reflowofeneinstellungen, Lötpastenprobleme und menschlicher Fehler.

Problem sieben: Schweißproblem

Im Folgenden sind einige der Probleme, die durch schlechte Schweißpraktiken verursacht werden:

Störung der Lötstellen: Das Lot bewegt sich vor der Erstarrung durch äußere Störungen. Dies ist ähnlich wie Kaltlötstellen, aber der Grund ist anders. Es kann durch Aufwärmen korrigiert werden und die Lötstellen werden beim Abkühlen nicht von außen gestört.

Kaltlöten: Dies geschieht, wenn das Lot nicht richtig geschmolzen werden kann, was zu rauen Oberflächen und unzuverlässigen Verbindungen führt. Da übermäßiges Löten ein vollständiges Schmelzen verhindert, können auch kalte Lötstellen auftreten. Das Mittel ist, die Verbindung aufzuwärmen und das überschüssige Lot zu entfernen.

Lötbrücke: Dies geschieht, wenn das Lot zwei Leitungen kreuzt und physisch miteinander verbindet. Diese können unerwartete Verbindungen und Kurzschlüsse bilden, die dazu führen können, dass die Komponenten ausbrennen oder die Leiterbahnen ausbrennen, wenn der Strom zu hoch ist.

Pad: Unzureichende Benetzung des Bleis oder Bleis. Zu viel oder zu wenig Lot. Pads, die durch Überhitzung oder grobes Löten erhöht werden.

Problem acht: menschliches Versagen

Die meisten Mängel in Leiterplattenherstellung durch menschliches Versagen verursacht werden. In den meisten Fällen, falsche Produktionsprozesse, Falsche Platzierung von Bauteilen und unprofessionelle Fertigungsspezifikationen können bis zu 64% vermeidbarer Produktfehler verursachen. Aus folgenden Gründen, Die Möglichkeit von Fehlern steigt mit der Komplexität des Schaltkreises und der Anzahl der Produktionsprozesse: dicht verpackte Komponenten; Mehrfachschaltungsschichten; Feinverdrahtung; Bauteile zum Oberflächenlöten; Energie- und Bodenflugzeuge.

Obwohl jeder Hersteller oder Monteur hofft, dass die Leiterplatte hergestellt ist frei von Mängeln, Aber es gibt so viele Design- und Produktionsprozesse Probleme, die kontinuierliche PCB-Leiterplattenprobleme verursachen.

Typische Probleme und Ergebnisse sind folgende Punkte: Schlechtes Löten kann zu Kurzschlüssen, offenen Schaltungen, Kaltlötstellen usw. führen; Fehlausrichtung der Leiterplattenschichten kann zu schlechtem Kontakt und schlechter Gesamtleistung führen; Eine schlechte Isolierung von Kupferspuren kann zu Spuren und Spuren führen Es gibt einen Lichtbogen zwischen den Drähten; Wenn die Kupferspuren zu dicht zwischen den Durchkontaktierungen platziert sind, besteht die Gefahr eines Kurzschlusses; Die unzureichende Dicke der Leiterplatte verursacht Biegen und Bruch.