Teknik PCB - Bagaimana dengan cepat selesaikan masalah kegagalan papan PCB

Bagaimana dengan cepat selesaikan masalah kegagalan papan PCB

Produksi papan PCB melibatkan serangkaian proses penghasilan yang kompleks dan tepat. Sebagaimana papan sirkuit menjadi lebih terintegrasi dan lebih kompleks, proses penghasilan menjadi semakin menantang bagi pegawai produksi, dan kemungkinan kegagalan dan kegagalan juga meningkat. Besar.

Walaupun alasan, untuk penggunaan peribadi atau aplikasi komersial, cacat PCB boleh menyebabkan konsekuensi negatif serius. Contohnya, kegagalan papan sirkuit dalam peralatan perubatan penting mungkin mengancam kehidupan, sementara masalah dengan telefon pintar atau elektronik kereta boleh mengganggu aktiviti pengguna.

Apa kesalahan biasa papan PCB?

Kecacatan dalam PCB termasuk jembatan solder atau kongsi solder berbeza antara pin komponen, sirkuit pendek antara wayar tembaga, sirkuit terbuka, pemindahan komponen, dan sebagainya. Dalam kebanyakan kes, penghasil akan melakukan ujian luas sebelum melancarkan produk mereka di pasar. Namun, beberapa kesalahan mungkin diabaikan, dan kesalahan hanya akan menjadi jelas selepas papan sebenarnya digunakan oleh pengguna. Selain itu, disebabkan persekitaran dan keadaan lain diluar kawalan pembuat, beberapa cacat mungkin berlaku di lokasi. Selain itu, beberapa cacat berlaku kerana ia berlaku diluar skop persekitaran yang boleh dikawal oleh pembuat atau syarat lain.

litar pendek

Jenis sirkuit pendek dalam tahap produksi tidak sama, sementara sirkuit pendek lainnya berlaku, dalam proses penelitian atau penelitian kembali, sirkuit pendek umum termasuk:

Apabila ruang atau jarak antara jejak tembaga kecil, sirkuit pendek akan berlaku

Pemimpin komponen yang belum dipotong akan menyebabkan sirkuit pendek

Mengapung di udara boleh menyebabkan wayar kurus yang boleh menyebabkan sirkuit pendek antara jejak tembaga

jambatan tentera

Ralat komponen: Komponen cacat biasanya pendek input atau output ke kuasa atau tanah.

Buka jalan

Apabila jejak rosak, atau tentera hanya berada di pad dan bukan pada pemimpin komponen, sirkuit terbuka akan berlaku. Dalam kes ini, tiada kaitan atau sambungan antara komponen dan PCB. Sama seperti sirkuit pendek, ia juga boleh berlaku semasa proses produksi atau semasa proses penywelding dan operasi lain. Vibrati atau meregangkan papan sirkuit, menjatuhkannya atau faktor deformasi mekanik lain akan menghancurkan jejak atau kongsi tentera. Sama seperti, kimia atau lembab boleh menyebabkan solder atau bahagian logam untuk memakai, yang boleh menyebabkan komponen menyebabkan pecah.

komponen longgar atau salah ditempatkan

Selama proses penelitian semula, bahagian kecil mungkin mengapung pada tentera cair dan akhirnya meninggalkan sasaran tentera bersama. Sebab kemungkinan untuk pemindahan atau penutupan termasuk getaran atau lompatan komponen pada papan PCB tentera disebabkan sokongan papan sirkuit yang tidak cukup, tetapan oven reflow, masalah melekat tentera, dan ralat manusia.

Masalah penyelesaian

Berikut adalah sebahagian daripada masalah disebabkan oleh praktek penywelding yang buruk:

Serangan tentera terganggu: tentera bergerak sebelum penyesalan disebabkan gangguan luaran. Ini sama dengan kumpulan tentera sejuk, tapi sebabnya berbeza. Ia boleh diperbaiki dengan pemanasan semula, dan kongsi tentera tidak diganggu oleh luar apabila mereka sejuk.

Tentera sejuk: Ini berlaku apabila tentera tidak boleh mencair dengan betul, yang menyebabkan permukaan kasar dan sambungan yang tidak dipercayai. Oleh kerana tentera berlebihan mencegah mencair lengkap, kongsi tentera sejuk juga boleh berlaku. Ubat adalah untuk memanaskan semula joint dan menghapuskan soldier yang berlebihan.

Jembatan Solder: Ini berlaku apabila tentera menyeberangi dan secara fizikal menyambung dua pemimpin bersama-sama. Ini boleh membentuk sambungan yang tidak dijangka dan sirkuit pendek, yang boleh menyebabkan komponen membakar atau membakar jejak apabila semasa terlalu tinggi.

Pad, pins atau petunjuk tidak cukup basah.

Terlalu banyak atau terlalu sedikit askar.

Pad yang tinggi disebabkan pemanasan atau tentera kasar.

Lokasi dan teknologi perbaikan cacat

Apabila ada tanda-tanda masalah, langkah berikutnya adalah untuk mengesan dan menentukan lokasi. Ini perlu mengikuti laluan logik sehingga ia mungkin untuk mengenalpasti cacat. Cara berbeza untuk menentukan lokasi ralat termasuk pemeriksaan visual tanpa memaksa papan sirkuit, dan pemeriksaan fizik menggunakan peralatan ujian. Teknologi ujian bergantung pada peralatan ujian berakhir tinggi atau menggunakan alat as as, seperti multimeter, pada papan berkuasa atau tidak berkuasa.

Walaupun mudah untuk mengenalpasti cacat terlihat atau masalah pada papan satu sisi sederhana dengan jejak yang lebih besar, papan berbilang lapisan kompleks penyelesaian masalah sering menjadi cabaran. Darjah kesulitan bergantung pada jenis papan sirkuit, bilangan lapisan, jarak jejak, bilangan komponen, saiz papan sirkuit dan faktor lain.

Walaupun papan sirkuit yang lebih kompleks biasanya memerlukan peralatan ujian istimewa, alat as as seperti multimeter, kamera imej panas, magnifiers, dan oscilloscopes boleh mengenalpasti kebanyakan masalah.

Peralatan ujian akhir tinggi menggabungkan berbagai kaedah pengukuran termasuk teknologi mikrovoltaj dan teknologi pengesan semasa yang tidak berhubungan lainnya, yang boleh mengenalpasti dengan tepat dan cepat sirkuit pendek dalam muatan dan PCB kosong. Beberapa peranti ini menggunakan pengawasan suntikan dan medan semasa untuk mengenalpasti lokasi yang tepat tanpa mengaktifkan papan sirkuit atau membuang komponen. Namun, biaya yang tinggi mungkin diluar jangkauan banyak desainer.

Peralatan ujian Nordson

Peralatan biasa termasuk alat pengesan penerbangan automatik, seperti pengesahan robot dua sisi Takaya 9600 dan Acculogic FLS 980. Terdapat juga mesin pemeriksaan optik automatik (AOI), seperti Nordson YESTECH FX-942. AOI menggunakan kamera resolusi tinggi untuk memeriksa pelbagai cacat, termasuk seluar pendek, sirkuit terbuka, hilang, salah atau komponen yang salah sepanjang.

Pemeriksaan visual dan fizik

Pemeriksaan visual boleh mengenalpasti cacat seperti jejak yang meliputi, kongsi solder sirkuit pendek, tanda-tanda pemanasan papan sirkuit, dan komponen terbakar. Tetapi ini hanya dalam jangkauan penglihatan.

Beberapa masalah, terutama apabila papan sirkuit terlalu panas dan sukar untuk dikenali dengan mata telanjang. Dalam kes ini, kaca peningkatan boleh membantu mengenalpasti beberapa sirkuit pendek, jembatan tentera, sirkuit terbuka, retak dalam kongsi tentera dan jejak papan sirkuit, ofset komponen, dan sebagainya.

Selain itu, multimeter boleh menentukan sama ada ada sirkuit pendek atau sirkuit terbuka dalam jejak tembaga di papan. Menggunakan ujian kontinuiti, nilai lawan sirkuit pendek akan sangat rendah, biasanya kurang dari 5 ohms. Sama seperti, sirkuit terbuka akan menghasilkan nilai perlawanan yang sangat tinggi.

Guna multimeter untuk mengesan cacat papan PCB

Apabila resistensi rendah dikesan diantara pin komponen, cara terbaik adalah untuk membuang komponen dari sirkuit PCB untuk ujian istimewa. Jika perlawanan masih rendah, maka komponen ini adalah pelakunya, jika tidak penyelidikan lebih lanjut diperlukan. Hati-hati perlu dilakukan apabila melepaskan usia, supaya tidak merusak pads tembaga pada PCB atau secara langsung menarik komponen untuk diuji dari PCB.

Pemeriksaan visual hanya sesuai untuk pemeriksaan penampilan papan sirkuit, ia mungkin tidak sesuai untuk pemeriksaan lapisan dalaman papan sirkuit. Jika tidak terdapat cacat jelas dalam penampilan, anda perlu kuasa pada papan sirkuit dan melakukan ujian terperinci untuk mengesan sama ada papan sirkuit normal.

Lokasi masalah sirkuit pendek PCB

Kaedah pengesan di atas mempunyai had, dan ia adalah kerana pengesan dilakukan tanpa kuasa pada papan sirkuit. Hanya sejumlah titik masalah yang terbatas boleh dikesan. Dengan kata lain, ia lebih mudah untuk mencari lokasi tepat cacat yang sukar untuk ditemui, seperti sirkuit pendek pada papan sirkuit berfungsi. Ini melibatkan menggunakan alat seperti voltmeter untuk mengukur titik tekanan pada jejak tembaga, atau menggunakan kamera inframerah untuk mengenalpasti masalah pemanasan.

pengukuran tenaga rendah

Teknologi ini melibatkan mengawal jumlah semasa melalui sirkuit pendek dan mencari di mana aliran semasa. Kerana jejak tembaga pada papan sirkuit juga mempunyai resistensi, voltaj yang dijana oleh bahagian yang berbeza jejak tembaga juga berbeza. Jumlah tenaga bergantung pada panjang, lebar, dan tebal jejak tembaga. Kerana faktor-faktor ini menyebabkan nilai lawan yang berbeza, nilai tekanan yang sepadan juga berbeza.

Ia sangat penting untuk menetapkan semasa keselamatan berguna untuk ujian, tetapi nilainya tidak boleh melebihi ambang keselamatan wayar atau peralatan. Tetapan biasa menyediakan tenaga bekalan 2 volts dengan arus maksimum sekitar 100 mA. Ini akan menyediakan kuasa yang boleh digunakan sekitar 200 mW, yang tidak cukup untuk merusak mana-mana komponen kecuali komponen yang sangat sensitif. Kadang-kadang, anda juga boleh guna tenaga rendah dengan (seperti 0.4 volt) arus yang tinggi 1 ampere atau lebih tinggi, tetapi berhati-hati hendak hadapi semasa kepada nilai yang selamat yang tidak akan membakar jejak tembaga.

Dengan menggunakan voltmeter, anda boleh mudah mengukur perbezaan tekanan antara dua ujung jejak tembaga. Letakkan dua sond voltmeter diantara pelbagai bahagian panjang jejak tembaga akan menunjukkan perbezaan tenaga dan polaritas positif dan negatif, sehingga menunjukkan arah aliran semasa. Apabila anda mengukur ketegangan antara bahagian yang berbeza sepanjang garis sirkuit pendek, anda mendapati nilai ketegangan semakin kecil dan semakin dekat dengan sirkuit pendek. Tenaga sirkuit pendek akan menjadi sifar atau sangat rendah, dan tiada arus akan mengalir di luar titik ini.

Ujian milivolt memerlukan voltmeter sensitif, yang boleh mengukur tenaga rendah dalam julat mikrovolt dan milivolt. Contohnya, apabila arus 1 ampere melewati jejak tembaga dengan resistensi 1 miliohm, tekanan 1 milivolt akan dijana. Volmeter sensitif patut dapat mengukur dan papar nilai tegangan ini. Instrumen biasa adalah Multimeter Digital Fluke 87-V. Ia mempunyai paparan digital 5 digit dan resolusi 10 mikrovolts.

Gunakan jari anda untuk merasakan kawasan pemanasan papan sirkuit

Kerana sirkuit pendek akan menyebabkan suhu setempat papan sirkuit meningkat, menyediakan kuasa kepada sirkuit dan mencari kawasan dengan panas boleh membantu mengurangkan pengesan untuk mencari masalah sirkuit pendek lebih mudah. Jika anda tidak dapat merasakan titik panas halus dengan jari anda, anda boleh menggunakan imej panas untuk mengenalpasti kawasan yang panas setempat. Namun, dengan menggunakan tekanan yang tidak akan merusak komponen atau jejak tembaga overheated sehingga ia menyala, pastikan untuk menggunakan bekalan kuasa yang mengikut sirkuit pendek jejak tembaga. Selain itu, sila berhati-hati untuk menghindari bakaran atau kejutan elektrik.

perbaikan baris pendek/terbuka

Selepas litar pendek atau titik litar terbuka dikenali pada PCB, langkah berikutnya adalah untuk mengisolasi masalah. Walaupun mudah untuk melakukan ini pada permukaan luar papan sirkuit, ia adalah cabaran untuk lapisan dalaman. Solusi yang mungkin termasuk pengeboran melalui lubang atau memotong jejak tembaga luaran yang sesuai.

Jika ada jambatan tentera atau sirkuit pendek antara dua kongsi tentera, sila lulus ujung besi tentera panas antara dua pins atau wayar untuk membuang kongsi tentera ini atau sirkuit pendek. Selain itu, gunakan wayar tin atau sniffer untuk menghapuskan tentera yang berlebihan.

Memperbaiki sirkuit terbuka bergantung pada sifat kesalahan dan saiz jejak tembaga. Dalam jejak tembaga yang lebih luas, and a boleh menggaruk kedua-dua sisi sirkuit terbuka, dan kemudian solder wayar lompat antara kedua-dua. Namun, ini mungkin tidak sesuai untuk jejak sempit atau papan sirkuit dengan keperluan persekitaran yang ketat. Cara terbaik adalah untuk melalui antara pads yang sepadan. Apabila selesai, gunakan beberapa lem untuk memperbaiki wayar di tempat.

Dengan membersihkan dan menjaga semula sambungan, mudah untuk memperbaiki sirkuit terbuka pada pin komponen. Di sisi lain, sirkuit pendek atau sirkuit terbuka disebabkan kegagalan komponen memerlukan penggantian komponen yang cacat atau tua.

Papan PCB sering mempunyai masalah selepas digunakan disebabkan cacat desain atau produksi. Dalam kebanyakan kes, papan akan berada pada tahap prestasi rendah atau tidak bekerja sama sekali. Apabila masalah berlaku, pengenalan dan memperbaiki kesalahan adalah penting untuk memastikan penggunaan terus berlanjut peralatan. Keberjaya perbaikan bergantung pada kemampuan untuk mengenalpasti kesalahan dan lokasinya.

Kebanyakan pembuat PCB mempunyai semua peralatan ujian dan alat untuk mengenalpasti dan betulkan kegagalan papan sirkuit. Bagaimanapun, bagi beberapa desainer atau profesional dengan sumber terbatas, mustahil untuk membeli semua alat ini. Untungnya, profesional elektronik boleh menggunakan teknologi dengan harga rendah untuk mengenalpasti dan memperbaiki banyak masalah dengan alat asas dan kesabaran.