Technologie PCB - Comment résoudre rapidement les problèmes de défaillance de la carte

Comment résoudre rapidement les problèmes de défaillance des cartes la production de cartes implique une série de processus de fabrication complexes et sophistiqués. À mesure que les cartes PCB deviennent de plus en plus intégrées et complexes, le processus de fabrication devient de plus en plus difficile pour le personnel de production de cartes et il existe un risque de défauts et de pannes. Augmenté en conséquence.

Pour quelque raison que ce soit, pour un usage personnel ou une application commerciale, un défaut dans la fabrication d'une carte de circuit imprimé peut avoir de graves conséquences indésirables. Par exemple, une défaillance de la carte d'un dispositif médical important peut mettre la vie en danger, tandis qu'un problème avec un smartphone ou un appareil électronique automobile peut interférer avec les activités de l'utilisateur.

Quels sont les défauts courants des cartes / circuits imprimés?

Les défauts des cartes PCB comprennent des ponts de soudure ou des points de soudure différents entre les broches des composants, des courts - circuits entre les fils de cuivre, des coupures, des déplacements de composants, etc. dans la plupart des cas, les fabricants effectuent des tests approfondis avant de mettre leurs produits sur le marché. Cependant, certains défauts peuvent passer inaperçus et ne deviennent visibles qu'après que l'utilisateur a effectivement utilisé la carte. En outre, certains défauts peuvent apparaître sur le site en raison de l'environnement et d'autres conditions hors du contrôle du fabricant. En outre, certains défauts se produisent parce qu'ils se produisent en dehors de la portée de l'environnement contrôlable par le fabricant ou d'autres conditions.

Court - circuit

Les types de courts - circuits qui se produisent pendant la phase de production de PCB ne sont pas tous les mêmes, tandis que d'autres courts - circuits se produisent, et lors du soudage ou du soudage par refusion, les courts - circuits courants comprennent:

1. Un court - circuit se produit lorsque l'espace ou la distance entre les traces de cuivre est faible;

2. Les conducteurs des composants non taillés peuvent provoquer un court - circuit;

3. La suspension dans l'air peut provoquer un court - circuit des fils fins, ce qui entraîne un court - circuit entre les traces de cuivre.

Pont soudé

Défaillance d'un composant: un composant défectueux court - circuite généralement son entrée ou sa sortie à l'alimentation ou à la terre.

Ouvrir le circuit

Un circuit ouvert peut se produire lorsque les traces sont déconnectées ou lorsque la soudure se trouve uniquement sur les Plots et non sur les fils de l'élément. Dans ce cas, il n'y a pas d'adhérence ou de connexion entre le composant et la carte PCB. Tout comme les courts - circuits, ceux - ci peuvent également se produire pendant la production ou pendant le processus de soudage et d'autres opérations. Les vibrations ou les étirements, les chutes ou d'autres facteurs de déformation mécanique de la carte peuvent détruire les marques ou les points de soudure. De même, les produits chimiques ou l'humidité peuvent provoquer l'usure de la soudure ou des pièces métalliques, ce qui peut entraîner la rupture des fils des composants.

Composants électroniques desserrés ou désalignés

Au cours du soudage à reflux, les petites pièces peuvent flotter sur la soudure fondue et éventuellement quitter le point de soudure cible. Les causes possibles de déplacement ou d'inclinaison comprennent les vibrations ou les rebonds des composants sur la carte PCB soudée en raison d'un support insuffisant de la carte, de la configuration du four de soudage à retour, des problèmes de pâte à souder et des erreurs humaines.

Problèmes de soudure

Voici quelques problèmes causés par de mauvaises pratiques de soudage:

Points de soudure perturbés: la soudure se déplace avant de se solidifier en raison de perturbations extérieures. Ceci est similaire aux points de soudure à froid, mais pour différentes raisons. Il peut être corrigé par réchauffage et garantit que les points de soudure ne sont pas perturbés par l'extérieur lorsqu'ils sont refroidis.

Soudage à froid: cela se produit lorsque la soudure ne fond pas correctement, ce qui entraîne une surface rugueuse et des connexions peu fiables. Comme trop de soudure empêche la fusion complète, des points de soudure à froid peuvent également apparaître. Le remède consiste à réchauffer le joint et à enlever l'excès de soudure.

Pont de soudure: cela se produit lorsque la soudure se croise et relie physiquement deux fils entre eux. Ceux - ci peuvent former des connexions inattendues et des courts - circuits qui, lorsque le courant est trop élevé, peuvent provoquer des composants à brûler ou à brûler des traces.

Mouillage insuffisant des plots, des broches ou des fils.

Trop ou trop peu de soudure.

Des plots surélevés en raison d'une surchauffe ou d'une soudure rugueuse.

Techniques de localisation et de réparation des pannes

Une fois que des signes de problèmes apparaissent, l'étape suivante consiste à suivre et à déterminer l'emplacement. Cela nécessite de suivre un chemin logique jusqu'à ce que le défaut puisse être identifié. Les différentes méthodes de détermination de l'emplacement d'un défaut comprennent une inspection visuelle sans alimenter la carte et une inspection physique à l'aide d'un équipement d'essai. Les techniques de test reposent sur des équipements de test haut de gamme ou sur l'utilisation d'outils de base, tels que des multimètres, avec ou sans carte de puissance.

Bien qu'il soit facile d'identifier les défauts ou les problèmes visibles sur un simple panneau avec de grandes traces, le dépannage de panneaux multicouches complexes est souvent un défi. La difficulté dépend du type de carte, du nombre de couches, de l'espacement des pistes, du nombre de composants, de la taille de la carte et d'autres facteurs.

Bien que les cartes plus complexes nécessitent généralement un équipement de test spécial, les outils de base tels que les multimètres, les caméras thermiques, les amplificateurs et les oscilloscopes peuvent identifier la plupart des problèmes.

L'équipement de test haut de gamme combine une variété de méthodes de mesure, y compris la microtension et d'autres technologies de suivi de courant sans contact, pour identifier avec précision et rapidité les courts - circuits dans les circuits imprimés chargés et nus. Certains de ces dispositifs utilisent l'injection de courant et la détection de champ pour identifier l'emplacement exact sans avoir à alimenter la carte ou à retirer les composants. Cependant, les coûts élevés peuvent être au - delà de ce que de nombreux concepteurs peuvent se permettre.

Équipement de test nordsen

L'équipement typique comprend des instruments de détection automatique de vol tels que le testeur robotique bifacial Takaya 9600 et l'acculogic fls980. Il existe également des machines d'inspection optique automatique (AOI) telles que la nordson yestechfx - 942. Aoi utilise des caméras haute résolution pour vérifier une variété de défauts, y compris les pièces qui sont court - circuitées, coupées, manquantes, incorrectes ou mal alignées.

Inspection visuelle et physique

Une inspection visuelle peut identifier les défauts tels que les marques de chevauchement, les courts - circuits de points de soudure, les signes de surchauffe de la carte et les composants brûlés. Mais c'est seulement dans notre champ de vision.

Certains problèmes, en particulier lorsque la carte est surchauffée et difficile à reconnaître à l'œil nu. Dans ce cas, la loupe peut aider à identifier certains courts - circuits, ponts soudés, circuits ouverts, fissures dans les points de soudure et les traces de carte, les décalages de composants, etc.

En outre, le multimètre peut déterminer s'il y a un court - circuit ou un circuit ouvert sur les traces de cuivre sur la carte. Avec un test de continuité, la valeur de la résistance de court - circuit sera très faible, typiquement inférieure à 5 ohms. De même, un circuit ouvert produirait des valeurs de résistance très élevées.

Détecter les défauts de la carte avec un multimètre

Lorsque la faible résistance entre les broches d'un composant électronique est détectée, la meilleure façon de le faire est de retirer le composant du circuit PCB pour un test spécial. Si la résistance est encore faible, alors cet ingrédient est le coupable, sinon une enquête plus approfondie est nécessaire. Les précautions doivent être prises lors du démontage afin de ne pas endommager les plots de cuivre sur le PCB ou de retirer directement le composant à tester de la carte PCB.

L'inspection visuelle s'applique uniquement à l'examen de l'apparence de la carte et peut ne pas s'appliquer à l'examen de la couche interne du substrat de circuit. S'il n'y a pas de défauts évidents dans l'apparence, vous devez allumer la carte et effectuer des tests plus détaillés pour détecter si la carte est normale.

Localiser les problèmes de court - circuit PCB

Le procédé de détection décrit ci - dessus présente des limites, du fait que la détection est effectuée sans mise sous tension de la carte. Seul un nombre limité de points problématiques peut être détecté. En d'autres termes, il est plus facile de trouver l'emplacement exact d'un défaut difficile à trouver, tel qu'un court - circuit sur une carte de circuit sous tension. Cela inclut l'utilisation d'outils tels que des voltmètres pour mesurer la chute de tension sur les traces de cuivre ou l'utilisation d'une caméra infrarouge pour identifier les problèmes de chauffage.

Mesure de basse tension

Cette technique consiste à contrôler la quantité de courant traversant le court - circuit et à déterminer le sens du courant. Comme les traces de cuivre sur la carte ont également une résistance électrique, les tensions générées par les différentes parties des traces de cuivre sont également différentes. La taille de la tension dépend de la longueur, de la largeur et de l'épaisseur de la piste de cuivre. Comme ces facteurs conduisent à des valeurs de résistance différentes, les valeurs de tension correspondantes sont également différentes.

Il est important de définir un courant de sécurité utile pour le test, mais sa valeur ne doit pas dépasser le seuil de sécurité du fil ou de l'appareil. Une configuration typique fournit une tension d'alimentation de 2 volts avec un courant maximal d'environ 100 milliampères, ce qui donnerait une puissance totale disponible d'environ 200 milliampères, ce qui ne suffit pas à endommager les pièces autres que celles très sensibles. Parfois, vous pouvez également utiliser une basse tension (par exemple 0,4 volt) avec un courant allant jusqu'à 1 ampère ou plus, mais vous devez prendre soin de limiter le courant à une valeur sûre qui ne brûlera pas les traces de cuivre.