電子設計 - PCB設計における8つの一般的な問題とソリューションを習得しましたか。

PCBの設計と生産過程において、エンジニアはPCB製造過程で事故を防止するだけでなく、設計ミスを回避する必要がある。本文はこれらのよくあるPCB問題に対してまとめと分析を行い、みんなの設計と生産の仕事にいくつかの助けをもたらすことができることを望んでいる。問題1：PCBボード短絡という問題はPCBボードが動作できなくなるよくある故障の1つである。この問題の原因はたくさんある。一つ一つ分析してみましょう。PCB短絡の最大の原因は、パッドの設計が不適切であることである。このとき、円形状のパッドを楕円形に変更して、点間の距離を増やし、短絡を防止することができます。PCB部品の方向設計が適切でないと、回路基板が短絡して動作しなくなることもあります。例えば、SOICのピンがスズ波と平行であると、短絡事故につながりやすくなります。この場合、部品の方向をスズ波に垂直になるように適切に修正することができます。PCB短絡障害の原因となる可能性もあります。それは自動挿入式曲げです。IPC規定ピンの長さは2 mm未満であり、曲げピンの角度が大きすぎると部品が落下する恐れがあるため、短絡を招きやすく、溶接点は回路から2 mm以上離れていなければならない。上述の3つの原因のほかに、基板上の孔が大きすぎる、錫炉中の温度が低すぎる、板の溶接性が悪い、ソルダーレジストの故障、板表面の汚染など、PCB板の短絡故障を引き起こす原因もある。エンジニアは、上記の原因と障害状況を比較して、1つずつ排除して検査することができます。

問題2：PCBボードに濃い色と粒子状の接点が現れる

PCB基板上の濃色または小結晶粒継手の問題は、主にはんだの汚染と溶融スズ中に混合された過剰酸化物に起因し、形成されたはんだ構造が脆弱すぎることである。スズ含有量の低い半田を使用していることによる濃い色と混同しないように注意してください。

この問題のもう一つの原因は、製造過程で使用される半田の成分が変化し、不純物含有量が高すぎることである。純粋なスズを追加するか、はんだを交換する必要があります。カラーガラスは、層と層との間の分離など、繊維の堆積の物理的変化を引き起こす。しかし、この場合は溶接不良によるものではない。基板の過熱が原因で、予熱と溶接温度を下げたり、基板の速度を上げたりする必要がある。問題3：PCB溶接点が黄金色になる通常の状況では、PCB基板上の溶接材料は銀灰色であるが、たまに黄金色の溶接点が現れることがある。この問題の主な原因は温度が高すぎることです。この場合、スズストーブの温度を下げるだけです。問題4：不良ボードも環境の影響を受けるPCB自体の構造のため、不利な環境にある場合、PCBに損傷を与えやすい。極端な温度や温度変動、高すぎる湿度、高強度の振動などの条件は、板材の性能低下や廃棄を引き起こす要素である。例えば、周囲温度の変化はプレートの変形を引き起こす。そのため、溶接点が破壊され、板の形状が曲がったり、板の銅跡が破壊されたりする可能性があります。

一方、空気中の湿気は、露出した銅跡、溶接点、パッド、部品リードなどの金属表面の酸化、腐食、錆を引き起こすことがあります。部品や回路基板表面に蓄積された汚れ、ほこり、または屑も部品の気流と冷却を減少させ、PCBの過熱と性能の低下を招く。振動、落下、衝突、曲げPCBは変形し、クラックを発生させ、高電流や過電圧はPCBを破損させたり、コンポーネントや経路を急速に老化させたりすることがあります。問題5：PCBオープントレースが切断された場合、または半田が半田パッド上にあるだけで部品リード上にない場合、オープンが発生する可能性があります。この場合、部品とPCBとの間に接着や接続はありません。短絡のように、これらは製造中や溶接中、その他の作業中にも発生する可能性があります。回路基板の振動や引張、落下、その他の機械的変形要因は、痕跡や溶接点を破壊します。同様に、化学物質や湿気により、はんだや金具が摩耗し、部品のリード線が破断することがあります。問題6：部品の緩みや位置ずれがリフロー溶接中に、部品が溶融した半田上に浮遊し、最終的に目標半田点から離れる可能性がある。変位または傾斜の可能性のある原因としては、基板の支持不足、リフロー炉の設置、溶接ペーストの問題、人為的なミスによる溶接PCB基板上のコンポーネントの振動またはリバウンドが挙げられる。

問題7：溶接問題以下は不良溶接方法によるいくつかの問題：溶接点干渉：外部干渉により、溶接材料は凝固前に移動する。これは冷間溶接点と似ているが、原因は異なる。再加熱によって補正することができ、冷却時に溶接点が外部から干渉されることはありません。冷間溶接：溶接材料が正しく溶けず、表面の粗さと接続が信頼できない場合に発生します。過剰な半田は完全な溶融を阻止するため、冷間半田点も発生する可能性があります。救済策は、コネクタを再加熱し、余分な半田を除去することです。

はんだブリッジ：はんだが交差し、2本のリード線が物理的に接続されている場合に発生します。これらは予期しない接続と短絡を形成する可能性があり、電流が高すぎると、部品が焼損したり、トレースが焼損したりする可能性があります。パッド：鉛または鉛の濡れ不足。はんだが多すぎるか少なすぎる。過熱や溶接の粗さにより上昇したパッド。問題8：ヒューマンエラーPCB製造におけるほとんどの欠陥はヒューマンエラーによるものである。ほとんどの場合、誤った製造プロセス、誤ったコンポーネントの配置、および専門ではない製造仕様により、最大64%の回避可能な製品欠陥が発生する可能性があります。以下の点により、欠陥の可能性は回路の複雑さと生産過程の数に応じて増加する：密集パッケージのコンポーネント、複数の回路層、ファイン配線表面溶接部品、電源と接地面は、各メーカーや組立業者が生産を希望するPCBボードに欠陥はないが、設計と生産プロセスの問題が多すぎるため、PCBボードの問題が絶えない。典型的な問題と結果は以下の点を含む：溶接不良は短絡、断路、溶接点の冷却などを招く。板層の整列不良は不良な接触と不良な全体性能を引き起こすことができる、銅トレースの絶縁不良はトレースとトレースの間にアークを発生させる、銅のトレースを穴の間に緊密に置きすぎると、短絡のリスクがある、回路基板の厚さが不足すると、曲げや破断が発生します。