PCB技術 - 回路基板故障の問題を速く解決する方法

どのように迅速に問題を解決する 回路基板 故障

回路基板生産 複雑で精密な製造工程のシリーズを含む. PCBとして 回路基板sは、より統合されて、より複雑になります, 製造工程はますます挑戦的になる 回路基板 生産員, 欠陥と失敗の可能性があります. それに応じて増加.

理由にかかわらず, 個人用または商業用, 欠陥 回路基板 製造は重大な悪影響を引き起こす. 例えば,回路基板 重要な医療機器の故障は生命を脅かすかもしれない, スマートフォンまたは自動車エレクトロニクスの問題がユーザー活動に干渉する間.

回路基板／回路基板の共通欠陥は何か？

The defects in the PCB回路基板 コンポーネントピン間のはんだブリッジまたは異なるはんだ接合を含む, 銅線間短絡, 開放回路s, コンポーネントシフト, など. ほとんどの場合, 製造業者は市場で製品を発売する前に広範なテストを行う. しかし, 欠陥が見落とされるかもしれない, そして、ボードが実際にユーザーによって使用されたあと、欠陥は明らかになるだけです. 加えて, 製造業者の管理を超えた環境及びその他の条件により, いくつかの欠陥がサイト上で発生する可能性があります. 加えて, いくつかの欠陥は、メーカーの制御可能な環境または他の条件の範囲外で発生するために発生する.

Short circuit

The types of short circuits that occur in the PCB生産 舞台は同じではない, 他の短絡が発生する間, はんだ付けまたはリフローはんだ付け中, 一般的な短絡回路

1 .銅トレース間の間隔や距離が非常に小さいときは、短絡回路が発生する

トリミングされていない部品のリード線は短絡を引き起こす

3 .空気中を浮くことにより、短い配線ができ、銅配線間に短絡が生じる。

半田橋

コンポーネント故障：不完全なコンポーネントは、通常その入力または出力を電源またはグラウンドに短絡する。

開放回路

トレースが壊れているとき、または、ハンダがパッドの上にあるだけであって、コンポーネントリード上でないときに、オープン回路は発生できる。この場合、部品とPCB回路基板との間の接着または接続はない。短絡回路と同様に、これらはまた、製造プロセス中または溶接プロセスおよび他の動作中に発生することがある。振動または回路基板の伸張、またはそれらをドロップまたはその他の機械的変形要因は、トレースまたははんだ接合を破壊します。同様に、化学的または湿気によって、半田または金属部品が摩耗することがあり、これによって部品リードが破壊することがある。

電子部品のゆるいまたは誤った配置

リフローはんだ付け工程では、溶融したはんだ上に小さな部品が浮き、最終的にはターゲット半田接合部から離れることがある。変位または傾斜の可能な理由は、回路基板の支持、リフロー炉の設定、はんだペーストの問題、および人間のエラーに起因するはんだ付けPCBボード上のコンポーネントの振動またはバウンスを含む。

溶接問題

以下の溶接作業の問題点がいくつかあります。

はんだ接合部は外部の外乱により凝固前にはんだが移動する。これはコールドはんだ接合に似ていますが、理由は異なります。再加熱により補正することができ、冷却時にはんだ接合部が外部に邪魔されないことが保証される。

コールド溶接：この状況は、はんだが正しく溶融することができない場合に発生し、粗面と信頼性の高い接続をもたらす。過剰のはんだは完全な溶融を防ぐので、冷たいはんだ接合も生じることがある。この方法は、接合部を再加熱し、余分なはんだを除去することである。

はんだブリッジ：はんだが交差して2つのリードを物理的に接続するとき、これは起こります。これらは予期しない接続および短絡回路を形成するかもしれません。そして、それはコンポーネントが燃え尽きます、あるいは、電流が高すぎるとき、跡を燃やします。

パッド、ピンまたはリードの不十分な湿潤。

あまりにも多くのはんだも。

過熱または粗いはんだ付けのために上がるパッド。

故障位置と修理技術

一度問題の兆候があると、次のステップは、追跡し、場所を決定することです。これは欠陥を特定するまで論理パスに従う必要がある。故障の位置を決定する方法としては、回路基板に電力を供給することなく視覚検査、試験装置を用いた物理検査がある。テスト技術は、ハイエンドのテスト機器やマルチメータなどの基本的なツールの使用に依存して電源や非電源ボードです。

大きなトレースを有する単純な片面基板上の目に見える欠陥または問題を識別するのは簡単であるが, 複雑な多層ボードのトラブルシューティングはしばしば挑戦である. 難易度は 回路基板, 層数, トレース間隔, コンポーネントの数, 回路基板 サイズその他の要因.

より複雑な回路基板は、通常、特別な試験装置を必要とするが、マルチメータ、熱撮像カメラ、拡大鏡、およびオシロスコープのような基本的なツールは、ほとんどの問題を識別することができる。

ハイエンド試験装置は、微小電圧及び他の非接触電流追跡技術を含む様々な測定方法を組み合わせて、負荷及び裸PCBの短絡を正確かつ迅速に識別する。これらのデバイスのいくつかは、回路基板に電力を供給することなく、または部品を除去することなく正確な位置を特定するために、電流注入およびフィールド検出を使用する。しかし、高いコストは多くのデザイナーの範囲を超えている可能性があります。

Nordson試験装置

典型的な装置には、両面ロボットテスタTAKAYA 9600やACLIC LOLS 980などの自動飛行検知装置がある。また、Nordson Yestechfx - 942などの自動光学検査装置（AOI）もある。AOIは、高解像度のカメラを使用して、ショートカット、オープン回路、行方不明、不正確なまたはミスアライメントされたコンポーネントを含む様々な欠陥を検査する。

視覚・身体検査

目視検査は、重ね合わせトレース、短絡したはんだ接合、回路基板の過熱の兆候、および燃えた部品のような欠陥を識別することができる。しかし、これはビジョンの範囲内だけです。

特に、回路基板が過熱して、肉眼で識別するのが難しいときに、若干の問題。この場合、拡大鏡は、いくつかの短絡回路、はんだブリッジ、開放回路、はんだ接合部および回路基板の跡、部品オフセットなどを識別するのを助けることができる。

加えて、マルチメータは、基板上の銅トレースに短絡または開放回路があるかどうかを判定することができる。連続性試験を使用して、短絡抵抗値は非常に低く、通常は5オーム未満である。同様に、オープン回路は非常に高い抵抗値を生成する。

マルチメータによる回路基板欠陥の検出

電子部品のピン間に低抵抗が検出されると、最良の方法は、特別なテストのためにPCB回路から部品を除去することである。抵抗がまだ低いならば、この構成要素は犯人です、さもなければ更なる調査は必要です。PCB上の銅パッドを損傷しないように、または、PCB回路基板からテストされるべき部品を直接引き抜くことができないように、脱着するときは注意しなければなりません。

目視検査は回路基板の外観検査に適したものであり，回路基板の内層検査には適していない。外観に明らかな欠陥がない場合は、回路基板上で電力を供給し、回路基板が正常かどうかを検出するためにより詳細なテストを行う必要がある。

PCB短絡回路問題

上記の検出方法は限界があり、回路基板に電力を供給することなく検出するためである。限られた数の問題点のみを検出することができます。言い換えれば、回路基板上の短絡回路のように、見つけるのが困難な欠陥の正確な位置を見つけることは容易である。これは、銅トレース上の電圧降下を測定するために電圧計などのツールを使用したり、加熱問題を識別するために赤外線カメラを使用しています。

低電圧測定

この技術は、短絡を通過する電流量を制御し、電流がどこに流れるかを知ることを含む。回路基板上の銅トレースも抵抗を有するので、銅トレースの異なる部分によって生成される電圧もまた異なる。電圧の量は、銅トレースの長さ、幅、および厚さに依存する。これらの要因が異なる抵抗値を引き起こすので、対応する電圧値もまた異なる。

テストに有用な安全な電流を設定することは非常に重要ですが、その値はワイヤや機器の安全限界を超えることはありません。典型的な設定は、約100 mAの最大電流を有する2ボルトの供給電圧を提供する。これは、非常に敏感な部分以外の部分を損傷するのに十分でない約200 MWの総使用電力を提供します。場合によっては、1アンペア以上の高い電流（例えば0.4ボルト）の低電圧を使用することもできますが、電流を銅トレースを焼きません安全な値に制限するために注意しなければなりません。