Công nghệ PCB - Năm câu hỏi trong thiết kế bảng mạch PCB

Trong quá trình thiết kế và sản xuất bảng mạch PCB, các kỹ sư không chỉ cần ngăn ngừa tai nạn xảy ra với bảng mạch PCB trong quá trình sản xuất mà còn tránh các lỗi thiết kế.

IPCB tóm tắt và phân tích một số vấn đề PCB phổ biến, hy vọng sẽ mang lại một số trợ giúp cho công việc thiết kế và sản xuất của mọi người.

Thiết kế bảng PCB

Câu hỏi 1: Ban PCB ngắn mạch

Vấn đề này là một trong những lỗi phổ biến trực tiếp dẫn đến PCB không hoạt động và có nhiều lý do cho vấn đề này. Chúng ta sẽ phân tích từng cái một.

Lý do cho ngắn mạch PCB là thiết kế pad không phù hợp. Tại thời điểm này, miếng đệm tròn có thể được thay đổi thành hình bầu dục để tăng khoảng cách giữa các điểm và ngăn ngừa ngắn mạch.

Thiết kế không đúng hướng của các bộ phận PCB cũng có thể dẫn đến các mạch ngắn mà không hoạt động. Ví dụ, nếu chân SOIC song song với sóng thiếc, nó có thể dễ dàng dẫn đến tai nạn ngắn mạch. Tại thời điểm này, hướng của một phần có thể được sửa đổi một cách thích hợp để nó vuông góc với sóng thiếc.

Ngoài ra còn có một khả năng là PCB ngắn mạch lỗi, đó là tự động chèn uốn. Vì chiều dài của chân dây nhỏ hơn 2mm, các bộ phận sẽ rơi ra khi góc của chân cong quá lớn, do đó dễ gây ra ngắn mạch. Do đó, khoảng cách giữa các điểm hàn và đường dây phải lớn hơn 2mm.

Ngoài ba lý do trên, có một số lý do sẽ dẫn đến sự cố ngắn mạch PCB, chẳng hạn như lỗ đế quá lớn, nhiệt độ lò hàn quá thấp, khả năng hàn bề mặt tấm kém, thất bại hàn điện trở, ô nhiễm bề mặt tấm, v.v., đây là những lý do thất bại phổ biến hơn. Các kỹ sư có thể khắc phục và kiểm tra các nguyên nhân và sự cố được mô tả ở trên từng cái một.

Câu hỏi 2: Tối và hạt xuất hiện trên bảng PCB Liên hệ với bây giờ

Vấn đề với kết nối hạt tối hoặc nhỏ xuất hiện trên bảng PCB, chủ yếu là do ô nhiễm của hàn và sự pha trộn quá nhiều oxit trong thiếc hòa tan, dẫn đến cấu trúc điểm hàn quá mỏng manh. Cần cẩn thận để không nhầm lẫn với màu tối do sử dụng hàn có hàm lượng thiếc thấp.

Một lý do khác cho vấn đề này là sự thay đổi trong thành phần hàn được sử dụng trong quá trình chế biến và sản xuất, với hàm lượng tạp chất dư thừa, do đó thiếc tinh khiết nên được thêm vào hoặc thay thế. Sự thay đổi vật lý của các lớp sợi thủy tinh, chẳng hạn như sự tách biệt giữa các lớp và lớp. Nhưng nó không phải là một mối hàn tồi. Lý do là sự gia nhiệt quá mức của chất nền, do đó cần phải giảm nhiệt độ làm nóng và hàn hoặc tăng tốc độ di chuyển của chất nền.

Câu hỏi 3: Điểm hàn PCB chuyển sang màu vàng vàng

Chất hàn của PCB thường có màu xám bạc, nhưng đôi khi có các mối hàn vàng. Lý do chính cho vấn đề này là nhiệt độ quá cao, vì vậy chúng ta chỉ cần giảm nhiệt độ của lò thiếc.

Vấn đề 4: Các tấm xấu cũng có thể bị ảnh hưởng bởi môi trường

Do cấu trúc của chính PCB, nó có thể dễ dàng gây ra thiệt hại cho PCB khi nó ở trong môi trường bất lợi. Các điều kiện như nhiệt độ cực đoan hoặc thay đổi nhiệt độ, độ ẩm quá mức, độ rung cao là những yếu tố góp phần làm giảm hiệu suất của tấm hoặc thậm chí loại bỏ. Ví dụ, sự thay đổi nhiệt độ môi trường xung quanh có thể dẫn đến biến dạng bảng mạch. Do đó, các mối hàn có thể bị hư hỏng, hình dạng của tấm có thể bị cong hoặc dấu vết của đồng trên tấm có thể bị phá hủy.

Mặt khác, độ ẩm trong không khí có thể gây ra quá trình oxy hóa, ăn mòn và rỉ sét trên bề mặt kim loại, chẳng hạn như dấu vết của đồng tiếp xúc, mối hàn, miếng đệm và dây dẫn thành phần. Bụi bẩn, bụi hoặc mảnh vụn tích tụ trên bề mặt của các thành phần và bảng mạch cũng có thể làm giảm luồng không khí và làm mát các thành phần, dẫn đến PCB quá nóng và giảm hiệu suất. Rung, rơi, va chạm hoặc uốn cong PCB có thể bị biến dạng và gây nứt, trong khi dòng điện cao hoặc quá điện áp có thể gây ra sự cố PCB hoặc lão hóa nhanh chóng của các thành phần và kênh.

Bảng mạch PCB

Câu hỏi 5: PCB mở mạch

Mở mạch xảy ra khi các dấu vết bị ngắt kết nối, hoặc khi chất hàn chỉ nằm trên đĩa chứ không phải trên dây dẫn của phần tử. Trong trường hợp này, không có liên kết hoặc kết nối giữa các thành phần và PCB. Giống như ngắn mạch, những điều kiện này có thể xảy ra trong quá trình sản xuất hoặc hàn và các hoạt động khác. Rung động hoặc kéo dài, rơi hoặc các yếu tố biến dạng cơ học khác của bảng có thể làm hỏng dấu vết hoặc mối hàn. Tương tự như vậy, hóa chất hoặc độ ẩm có thể gây hao mòn các thành phần hàn hoặc kim loại, dẫn đến đứt dây dẫn thành phần.

Câu hỏi 6: Các bộ phận bị lỏng lẻo hoặc sai vị trí

Trong quá trình hàn trở lại, các thành phần nhỏ có thể nổi trên hàn nóng chảy và cuối cùng rời khỏi điểm hàn mục tiêu. Các nguyên nhân có thể gây ra sự dịch chuyển hoặc nghiêng bao gồm rung hoặc hồi phục của các thành phần trên PCB do hỗ trợ bảng không đầy đủ, cài đặt lò reflow, vấn đề dán hàn, lỗi của con người, v.v.

Câu 7: Hàn

Dưới đây là một số vấn đề gây ra bởi thực hành hàn kém:

Các mối hàn bị xáo trộn: Do nhiễu bên ngoài, các mối hàn di chuyển trước khi thiết lập. Điều này tương tự như các điểm hàn lạnh, nhưng vì những lý do khác nhau. Nó có thể được điều chỉnh bằng cách làm nóng lại và các mối hàn không bị nhiễu bên ngoài khi làm mát.

Hàn lạnh: Điều này xảy ra khi hàn không tan chảy đúng cách, dẫn đến bề mặt gồ ghề và kết nối không đáng tin cậy. Các điểm hàn lạnh cũng có thể xảy ra vì quá nhiều chất hàn có thể ngăn chặn sự tan chảy hoàn toàn. Biện pháp khắc phục là làm nóng lại khớp và loại bỏ các mối hàn dư thừa.

Cầu hàn: Điều này xảy ra khi hàn vượt qua và kết nối vật lý hai dây dẫn với nhau. Chúng có thể tạo thành các kết nối bất ngờ và ngắn mạch có thể khiến các bộ phận bị cháy hoặc dây bị cháy khi dòng điện quá cao.

Pad: Không đủ ướt cho chân hoặc dây dẫn. Quá nhiều hoặc quá ít chất hàn. Đĩa hàn được nâng lên do quá nóng hoặc hàn thô.

Chương 8: Lỗi của con người

Hầu hết các khiếm khuyết trong sản xuất PCB là do lỗi của con người. Trong hầu hết các trường hợp, quy trình sản xuất sai, vị trí linh kiện sai và thiếu thông số kỹ thuật sản xuất dẫn đến 64% lỗi sản phẩm có thể tránh được. Khả năng khiếm khuyết tăng theo độ phức tạp của mạch và số lượng quy trình sản xuất vì: các thành phần dày đặc; Nhiều lớp mạch; Bố trí tinh tế; Các bộ phận hàn bề mặt; Nguồn điện và mặt đất.

Mặc dù mọi nhà sản xuất hoặc nhà lắp ráp đều mong muốn tạo ra một bảng mạch PCB không bị lỗi, nhưng có một số vấn đề trong quá trình thiết kế và sản xuất dẫn đến các vấn đề về PCB tồn tại.

Các vấn đề điển hình và kết quả bao gồm: hàn kém có thể dẫn đến ngắn mạch, ngắt mạch, hàn lạnh vv; Sự sai lệch của tấm sẽ dẫn đến tiếp xúc kém và hiệu suất tổng thể kém; Cách điện kém của dấu vết đồng có thể dẫn đến hồ quang giữa các dấu vết; Quá gần giữa dấu vết đồng và đường dẫn dễ dẫn đến nguy cơ ngắn mạch; Không đủ độ dày của bảng có thể dẫn đến uốn cong và nứt vỡ.