PCB Tecnico - Come risolvere rapidamente il problema di guasto del circuito stampato

Come risolvere rapidamente il problema del guasto del circuitoLa produzione del circuito comporta una serie di processi di produzione complessi e precisi. Man mano che i circuiti stampati diventano più integrati e più complessi, il processo di produzione diventa sempre più impegnativo per il personale di produzione di circuiti stampati e c'è la possibilità di difetti e guasti. Aumento di conseguenza.

Indipendentemente dal motivo, per uso personale o per applicazioni commerciali, i difetti nella produzione di circuiti stampati possono causare gravi conseguenze negative. Ad esempio, i guasti del circuito in importanti apparecchiature mediche possono essere pericolosi per la vita, mentre i problemi con gli smartphone o l'elettronica automobilistica possono interferire con l'attività degli utenti.

Quali sono i difetti comuni dei circuiti stampati / circuiti stampati?

I difetti del circuito stampato includono ponti di saldatura o diversi giunti di saldatura tra i perni dei componenti, cortocircuiti tra i fili di rame, circuiti aperti, spostamenti dei componenti e così via. Nella maggior parte dei casi, i produttori effettueranno test approfonditi prima di lanciare i loro prodotti sul mercato. Tuttavia, alcuni difetti possono essere trascurati e i difetti diventeranno evidenti solo dopo che la scheda è effettivamente utilizzata dall'utente. Inoltre, a causa dell'ambiente e di altre condizioni al di fuori del controllo del produttore, possono verificarsi alcuni difetti in loco. Inoltre, alcuni difetti si verificano perché si verificano al di fuori dell'ambito di applicazione dell'ambiente controllabile del produttore o di altre condizioni.

Cortcircuito

I tipi di cortocircuiti che si verificano nella fase di produzione del PCB non sono gli stessi, mentre altri cortocircuiti si verificano, durante il processo di saldatura o saldatura a riflusso, i cortocircuiti comuni includono:

1. Quando lo spazio o la distanza tra le tracce di rame è molto piccolo, si verificherà un cortocircuito;

2. i cavi di componenti che non sono tagliati causeranno cortocircuiti;

3. Galleggiare nell'aria può portare a brevi fili sottili, che causeranno cortocircuiti tra tracce di rame.

Ponte di saldatura

Guasto del componente: Un componente difettoso di solito abbrevia il suo ingresso o uscita per alimentazione o terra.

circuito aperto

Quando la traccia è rotta, o quando la saldatura è solo sul pad e non sul cavo componente, può verificarsi un circuito aperto. In questo caso, non c'è adesione o connessione tra il componente e il circuito stampato PCB. Proprio come i cortocircuiti, questi possono verificarsi anche durante il processo di produzione o durante il processo di saldatura e altre operazioni. La vibrazione o l'allungamento del circuito stampato, la loro caduta o altri fattori di deformazione meccanica distruggeranno le tracce o i giunti di saldatura. Allo stesso modo, prodotti chimici o umidità possono causare l'usura di parti di saldatura o metallo, che possono causare la rottura dei componenti.

Componenti elettronici sfusi o smarriti

Durante il processo di saldatura a riflusso, piccole parti possono galleggiare sulla saldatura fusa e alla fine lasciare il giunto di saldatura bersaglio. Possibili motivi per lo spostamento o l'inclinazione includono la vibrazione o il rimbalzo dei componenti sulla scheda PCB saldata a causa di insufficiente supporto del circuito stampato, impostazioni del forno di riflusso, problemi di pasta di saldatura e errore umano.

Problema di saldatura

Di seguito sono riportati alcuni dei problemi causati da cattive pratiche di saldatura:

Giunti di saldatura disturbati: la saldatura si muove prima della solidificazione a causa di disturbi esterni. Questo è simile a un giunto di saldatura a freddo, ma la ragione è diversa. Può essere corretto riscaldando ed è garantito che il giunto di saldatura non venga disturbato dall'esterno quando viene raffreddato.

Saldatura a freddo: questa situazione si verifica quando la saldatura non può essere fusa correttamente, con conseguente superfici ruvide e connessioni inaffidabili. Poiché la saldatura eccessiva impedisce la fusione completa, possono verificarsi anche giunti di saldatura a freddo. Il rimedio è riscaldare l'articolazione e rimuovere la saldatura in eccesso.

Ponte di saldatura: Questo accade quando la saldatura attraversa e collega fisicamente due cavi insieme. Questi possono formare connessioni inaspettate e cortocircuiti, che possono causare i componenti a bruciare o bruciare le tracce quando la corrente è troppo alta.

Inumidimento insufficiente di cuscinetti, perni o cavi.

Troppo o troppo poco saldato.

Pads che sono elevati a causa di surriscaldamento o saldatura ruvida.

Localizzazione dei guasti e tecnologia di riparazione

Una volta che ci sono segni di un problema, il passo successivo è quello di tracciare e determinare la posizione. Questo deve seguire un percorso logico fino a quando è possibile identificare il difetto. I modi differenti per determinare la posizione del guasto includono l'ispezione visiva senza alimentare il circuito stampato e l'ispezione fisica utilizzando l'apparecchiatura di prova. La tecnologia di collaudo si basa su apparecchiature di collaudo di fascia alta o sull'uso di strumenti di base, come i multimetri, su schede alimentate o non alimentate.

Anche se è facile identificare difetti visibili o problemi su schede semplici monolaterali con tracce più grandi, la risoluzione dei problemi di schede multistrato complesse è spesso una sfida. Il grado di difficoltà dipende dal tipo di circuito stampato, il numero di strati, la distanza di traccia, il numero di componenti, la dimensione del circuito stampato e altri fattori.

Sebbene i circuiti stampati più complessi di solito richiedano attrezzature di prova speciali, strumenti di base come multimetri, termocamere, ingranditori e oscilloscopi possono identificare la maggior parte dei problemi.

L'apparecchiatura di prova di fascia alta combina una varietà di metodi di misura tra cui micro-tensione e altre tecnologie di tracciamento della corrente senza contatto per identificare accuratamente e rapidamente cortocircuiti nel carico e PCB nudo. Alcuni di questi dispositivi utilizzano l'iniezione di corrente e il rilevamento del campo per identificare la posizione esatta senza alimentare il circuito stampato o rimuovere i componenti. Tuttavia, il costo elevato può essere al di là della portata di molti progettisti.

Apparecchiature di prova Nordson

Le apparecchiature tipiche includono strumenti automatici di rilevamento di volo, come il robot tester a doppia faccia Takaya 9600 e Acculogic FLS980. Ci sono anche macchine di ispezione ottica automatica (AOI), come Nordson YESTECHFX-942. AOI utilizza telecamere ad alta risoluzione per ispezionare vari difetti, tra cui corti, circuiti aperti, componenti mancanti, errati o disallineati.

Ispezione visiva e fisica

L'ispezione visiva può identificare difetti come tracce sovrapposte, giunti saldati cortocircuiti, segni di surriscaldamento del circuito stampato e componenti bruciati. Ma questo è solo alla portata della visione.

Alcuni problemi, soprattutto quando il circuito stampato è surriscaldato e difficile da identificare ad occhio nudo. In questo caso, una lente d'ingrandimento può aiutare a identificare alcuni cortocircuiti, ponti di saldatura, circuiti aperti, crepe nei giunti di saldatura e tracce di circuiti stampati, offset dei componenti e così via.

Inoltre, il multimetro può determinare se c'è un cortocircuito o un circuito aperto nelle tracce di rame sulla scheda. Utilizzando il test di continuità, il valore di resistenza al cortocircuito sarà molto basso, solitamente inferiore a 5 ohm. Allo stesso modo, un circuito aperto produrrà un valore di resistenza molto alto.

Rilevare i difetti del circuito con un multimetro

Quando viene rilevata una bassa resistenza tra i pin dei componenti elettronici, il modo migliore è rimuovere i componenti dal circuito PCB per test speciali. Se la resistenza è ancora bassa, allora questo componente è il colpevole, altrimenti sono necessarie ulteriori indagini. Occorre prestare attenzione durante la dissaldazione, in modo da non danneggiare i pad di rame sul PCB o estrarre direttamente i componenti da testare dal circuito stampato.

L'ispezione visiva è adatta solo per l'ispezione dell'aspetto del circuito stampato e potrebbe non essere adatta per l'ispezione dello strato interno del circuito stampato. Se non ci sono evidenti difetti nell'aspetto, è necessario accendere il circuito stampato ed eseguire test più dettagliati per rilevare se il circuito stampato è normale.

Individuare i problemi di cortocircuito PCB

Il metodo di rilevamento di cui sopra ha limitazioni ed è perché il rilevamento viene eseguito senza alimentazione sul circuito stampato. È possibile rilevare solo un numero limitato di punti problematici. In altre parole, è più facile trovare la posizione esatta dei difetti che sono difficili da trovare, come un cortocircuito su un circuito integrato. Ciò comporta l'utilizzo di strumenti come un voltmetro per misurare la caduta di tensione sulla traccia di rame, o l'utilizzo di una telecamera a infrarossi per identificare i problemi di riscaldamento.

Misurazione di bassa tensione

Questa tecnica consiste nel controllare la quantità di corrente che passa attraverso il cortocircuito e scoprire dove scorre la corrente. Poiché anche le tracce di rame sul circuito stampato hanno resistenza, anche le tensioni generate da diverse parti delle tracce di rame sono diverse. La quantità di tensione dipende dalla lunghezza, larghezza e spessore delle tracce di rame. Poiché questi fattori causano valori di resistenza diversi, anche i valori di tensione corrispondenti sono diversi.

È molto importante impostare una corrente sicura utile per i test, ma il suo valore non può superare la soglia di sicurezza del cavo o dell'apparecchiatura. Un'impostazione tipica prevede una tensione di alimentazione di 2 volt con una corrente massima di circa 100 mA. Ciò fornirà una potenza totale utilizzabile di circa 200 mW, che non è sufficiente per danneggiare qualsiasi parte tranne parti molto sensibili. A volte, è anche possibile utilizzare una bassa tensione con corrente (come 0,4 volt) alta fino a 1 ampere o superiore, ma bisogna fare attenzione a limitare la corrente a un valore sicuro che non bruci le tracce di rame.