PCB Tecnico - Cinque problemi nella progettazione di schede PCB

Nel processo di progettazione e produzione della scheda PCB, gli ingegneri non solo devono prevenire la scheda PCB da incidenti nel processo di produzione, ma devono anche evitare errori di progettazione.

ipcb riassume e analizza diversi comuni problemi PCB, sperando di portare un po 'di aiuto al lavoro di progettazione e produzione di tutti.

Progettazione della scheda PCB

Problema 1: Cortcircuito della scheda PCB

Questo problema è uno dei guasti più comuni che possono causare direttamente il mancato funzionamento del PCB e ci sono molte ragioni per questo problema. Li analizzeremo uno per uno.

La ragione del cortocircuito PCB è che il pad non è progettato correttamente. In questo momento, il pad rotondo può essere cambiato in ellisse per aumentare la distanza tra i punti per evitare il cortocircuito.

La progettazione errata della direzione delle parti PCB causerà anche il cortocircuito della scheda e non funzionerà. Ad esempio, se il piede del SOIC è parallelo all'onda di stagno, è facile causare un incidente di cortocircuito. In questo momento, la direzione delle parti può essere opportunamente modificata per renderla perpendicolare all'onda dello stagno.

C'è anche la possibilità di guasto del cortocircuito PCB, cioè la flessione automatica del plug-in. Poiché la lunghezza del perno del filo è inferiore a 2mm e le parti cadranno quando l'angolo del piede di piegatura è troppo grande, è facile causare cortocircuito. Pertanto, il giunto di saldatura dovrebbe essere a più di 2mm dalla linea.

Oltre ai tre motivi sopra menzionati, ci sono anche alcuni motivi che possono portare a guasti di cortocircuito PCB, come foro troppo grande della piastra di base, temperatura troppo bassa del forno di stagno, scarsa saldabilità della superficie del bordo, guasto della maschera di saldatura, inquinamento della superficie del bordo, ecc., che sono cause di errore relativamente comuni. Gli ingegneri possono eliminare e controllare le ragioni di cui sopra e le condizioni di guasto uno per uno.

Problema 2: i contatti scuri e granulari appaiono sulla scheda PCB

Il problema dei giunti granulari scuri o piccoli sulla scheda PCB è principalmente dovuto alla contaminazione della saldatura e dell'ossido eccessivo mescolato nello stagno disciolto, con conseguente formazione di struttura del giunto di saldatura troppo fragile. Attenzione deve essere prestata a non essere confusa con il colore scuro causato dall'uso di saldatura a basso contenuto di stagno.

Un altro motivo di questo problema è che la composizione della saldatura utilizzata nel processo di lavorazione e produzione cambia e il contenuto di impurità è troppo, quindi lo stagno puro dovrebbe essere aggiunto o sostituito. Il cambiamento fisico dello strato di fibra di vetro, come la separazione tra strati. Ma questo non è un brutto giunto di saldatura. Il motivo è che il substrato è troppo riscaldato, quindi è necessario ridurre la temperatura di preriscaldamento e saldatura o aumentare la velocità di viaggio del substrato.

Problema 3: il giunto di saldatura PCB diventa giallo dorato

Generalmente, la saldatura del PCB è grigio argento, ma occasionalmente ci sono macchie dorate di saldatura. La ragione principale di questo problema è che la temperatura è troppo alta, quindi abbiamo solo bisogno di abbassare la temperatura del forno di stagno.

Problema 4: la scheda cattiva è anche influenzata dall'ambiente

A causa della struttura del PCB stesso, è facile causare danni al PCB quando si trova in un ambiente sfavorevole. Estreme variazioni di temperatura o temperatura, umidità eccessiva, vibrazioni ad alta intensità e altre condizioni sono i fattori che portano al degrado delle prestazioni o addirittura alla rottamazione della scheda. Ad esempio, i cambiamenti nella temperatura ambiente possono causare deformazione della scheda. Pertanto, il giunto di saldatura sarà danneggiato, la forma del bordo sarà piegata o la traccia di rame sul bordo potrebbe essere rotta.

D'altra parte, l'umidità nell'aria può causare ossidazione della superficie metallica, corrosione e ruggine, come tracce di rame esposte, giunti di saldatura, cuscinetti e cavi dei componenti. L'accumulo di sporco, polvere o detriti sulla superficie di componenti e circuiti stampati può anche ridurre il flusso d'aria e il raffreddamento dei componenti, con conseguente surriscaldamento e degrado delle prestazioni del PCB. Le vibrazioni, la caduta, l'impatto o la flessione del PCB si deformeranno e causeranno crepe, mentre l'alta corrente o la sovratensione porteranno alla rottura del PCB o al rapido invecchiamento di componenti e canali.

Scheda PCB

Problema 5: circuito aperto PCB

Un circuito aperto si verifica quando la traccia si rompe, o quando la saldatura è solo sul pad e non sul cavo del componente. In questo caso, non c'è adesione o connessione tra il componente e il PCB. Come i cortocircuiti, questi possono verificarsi anche durante la produzione o la saldatura e altre operazioni. Vibrazioni o allungamenti dei circuiti stampati, cadute o altri fattori di deformazione meccanica possono distruggere tracce o giunti di saldatura. Allo stesso modo, prodotti chimici o umidità possono causare l'usura di parti di saldatura o metallo, con conseguente rottura del piombo dei componenti.

Problema 6: allentamento o dislocazione dei componenti

Durante la saldatura a riflusso, le piccole parti possono galleggiare sulla saldatura fusa e alla fine lasciare il giunto di saldatura bersaglio. Le possibili ragioni dello spostamento o dell'inclinazione includono la vibrazione o il rimbalzo dei componenti sul PCB a causa dell'insufficiente supporto del circuito stampato, l'impostazione del forno a riflusso, problemi di pasta di saldatura, errori umani, ecc.

Domanda 7: Saldatura

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

Giunto di saldatura disturbato: la saldatura si muove prima della solidificazione a causa di disturbi esterni. Questo è simile al giunto di saldatura a freddo, ma il motivo è diverso. Può essere corretto riscaldando e il giunto di saldatura può essere libero da interferenze esterne quando viene raffreddato.

Saldatura a freddo: 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 le saldature attraversano e collegano fisicamente i due cavi insieme. Questi possono formare connessioni inaspettate e cortocircuiti, che possono causare i componenti a bruciare o il cablaggio a bruciare quando la corrente è troppo alta.

Pad: insufficiente bagnatura di perni o cavi. Troppo o troppo poco saldato. Pads sollevati a causa di surriscaldamento o saldatura ruvida.

Domanda 8: Errore umano

La maggior parte dei difetti nella produzione di PCB sono causati da errore umano. Nella maggior parte dei casi, il processo di produzione sbagliato, il posizionamento sbagliato dei componenti e la mancanza di specifiche di produzione portano al 64% dei difetti evitabili del prodotto. Il potenziale di difetti aumenta con la complessità del circuito e il numero di processi produttivi a causa dei seguenti: componenti densamente imballati; strati multipli di circuito; cablaggio fine; componenti saldati in superficie; energia e terra.

Sebbene ogni produttore o assemblatore spera di produrre scheda PCB senza difetti, ci sono diversi problemi nel processo di progettazione e produzione che causano problemi continui di PCB.

I problemi e i risultati tipici includono i seguenti: la scarsa saldatura porterà a cortocircuito, circuito aperto, giunto di saldatura a freddo, ecc.; dislocazione della scheda porterà a scarso contatto e scarse prestazioni complessive; scarso isolamento della traccia di rame porterà ad arco tra le tracce; troppo vicino tra traccia di rame e percorso porterà facilmente al rischio di cortocircuito; Lo spessore insufficiente del circuito stampato porterà a piegare e rompere Crack.