Ποιοι είναι οι συνήθεις παράγοντες που προκαλούν αστοχίες στην πλακέτα κυκλώματος PCB;

Τυπωμένου κυκλώματος είναι πάροχος ηλεκτρικών συνδέσεων για ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Η ανάπτυξή του έχει ιστορία άνω των 100 ετών. Ο σχεδιασμός του είναι κυρίως σχεδιασμός διάταξης. Το κύριο πλεονέκτημα της χρήσης πλακών κυκλωμάτων είναι η σημαντική μείωση των σφαλμάτων καλωδίωσης και συναρμολόγησης και η βελτίωση του επιπέδου αυτοματισμού και του ποσοστού εργασίας παραγωγής. Ανάλογα με τον αριθμό των πλακών κυκλωμάτων, μπορεί να χωριστεί σε πλακέτες μονής όψης, πλακέτες διπλής όψης, πλακέτες τεσσάρων στρωμάτων, πλακέτες έξι επιπέδων και άλλες πλακέτες κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων.

ipcb

Δεδομένου ότι η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος δεν είναι ένα προϊόν γενικού τερματικού, ο ορισμός του ονόματος είναι ελαφρώς συγκεχυμένος. Για παράδειγμα, η μητρική πλακέτα για προσωπικούς υπολογιστές ονομάζεται κύρια πλακέτα και δεν μπορεί να ονομαστεί απευθείας πλακέτα κυκλώματος. Αν και υπάρχουν πλακέτες κυκλωμάτων στη μητρική πλακέτα, δεν είναι ίδιες, επομένως κατά την αξιολόγηση του κλάδου, τα δύο σχετίζονται, αλλά δεν μπορούμε να πούμε ότι είναι τα ίδια. Ένα άλλο παράδειγμα: επειδή υπάρχουν εξαρτήματα ολοκληρωμένου κυκλώματος τοποθετημένα στην πλακέτα κυκλώματος, τα μέσα ενημέρωσης την αποκαλούν πλακέτα IC, αλλά στην πραγματικότητα δεν είναι το ίδιο με μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Συνήθως λέμε ότι η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος αναφέρεται στην γυμνή πλακέτα-δηλαδή την πλακέτα κυκλώματος χωρίς άνω εξαρτήματα. Στη διαδικασία σχεδιασμού πλακέτας PCB και παραγωγής πλακέτας κυκλώματος, οι μηχανικοί όχι μόνο πρέπει να αποτρέπουν ατυχήματα στη διαδικασία κατασκευής της πλακέτας PCB, αλλά πρέπει επίσης να αποφεύγουν λάθη σχεδιασμού.

Πρόβλημα 1: Βραχυκύκλωμα πλακέτας κυκλώματος: Για αυτού του είδους τα προβλήματα, είναι ένα από τα συνηθισμένα σφάλματα που θα προκαλέσουν άμεσα τη μη λειτουργία της πλακέτας κυκλώματος. Ο μεγαλύτερος λόγος για το βραχυκύκλωμα της πλακέτας PCB είναι ο ακατάλληλος σχεδιασμός του μαξιλαριού συγκόλλησης. Αυτή τη στιγμή, μπορείτε να αλλάξετε το στρογγυλό μαξιλαράκι συγκόλλησης σε οβάλ. Σχηματίστε, αυξήστε την απόσταση μεταξύ των σημείων για να αποτρέψετε βραχυκυκλώματα. Η ακατάλληλη σχεδίαση της κατεύθυνσης των εξαρτημάτων προστασίας PCB θα προκαλέσει επίσης βραχυκύκλωμα και αστοχία της πλακέτας. Για παράδειγμα, εάν ο πείρος του SOIC είναι παράλληλος με το κύμα κασσίτερου, είναι εύκολο να προκληθεί ατύχημα βραχυκυκλώματος. Αυτή τη στιγμή, η κατεύθυνση του εξαρτήματος μπορεί να τροποποιηθεί κατάλληλα ώστε να είναι κάθετη στο κύμα κασσίτερου. Υπάρχει μια άλλη πιθανότητα που θα προκαλέσει αστοχία βραχυκυκλώματος της πλακέτας, δηλαδή το αυτόματο βύσμα λυγισμένο πόδι. Καθώς η IPC ορίζει ότι το μήκος του πείρου είναι μικρότερο από 2 mm και υπάρχει ανησυχία ότι τα εξαρτήματα θα πέσουν όταν η γωνία του λυγισμένου σκέλους είναι πολύ μεγάλη, είναι εύκολο να προκληθεί βραχυκύκλωμα και η άρθρωση συγκόλλησης πρέπει να είναι μεγαλύτερη από το κύκλωμα πάνω από 2 mm.

Πρόβλημα 2: Οι σύνδεσμοι συγκόλλησης PCB γίνονται χρυσοκίτρινοι: Γενικά, η συγκόλληση στις πλακέτες κυκλωμάτων PCB είναι ασημί-γκρι, αλλά περιστασιακά υπάρχουν χρυσές συγκολλήσεις. Ο κύριος λόγος για αυτό το πρόβλημα είναι ότι η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή. Αυτή τη στιγμή, χρειάζεται μόνο να χαμηλώσετε τη θερμοκρασία του κασσίτερου κλιβάνου.

Πρόβλημα 3: Εμφανίζονται σκουρόχρωμες και κοκκώδεις επαφές στην πλακέτα κυκλώματος: Επαφές με σκούρο χρώμα ή με μικρούς κόκκους εμφανίζονται στο PCB. Τα περισσότερα από τα προβλήματα προκαλούνται από τη μόλυνση της συγκόλλησης και τα υπερβολικά οξείδια που αναμιγνύονται στον λιωμένο κασσίτερο, τα οποία σχηματίζουν τη δομή του συνδέσμου συγκόλλησης. τραγανός. Προσέξτε να μην το μπερδέψετε με το σκούρο χρώμα που προκαλείται από τη χρήση κόλλησης με χαμηλή περιεκτικότητα σε κασσίτερο. Ένας άλλος λόγος για αυτό το πρόβλημα είναι ότι η σύνθεση της συγκόλλησης που χρησιμοποιείται στη διαδικασία κατασκευής έχει αλλάξει και η περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες είναι πολύ υψηλή. Είναι απαραίτητο να προσθέσετε καθαρό κασσίτερο ή να αντικαταστήσετε τη συγκόλληση. Το βιτρό προκαλεί φυσικές αλλαγές στη συσσώρευση ινών, όπως διαχωρισμό μεταξύ των στρωμάτων. Αλλά αυτή η κατάσταση δεν οφείλεται σε κακές συγκολλήσεις. Ο λόγος είναι ότι το υπόστρωμα θερμαίνεται πολύ ψηλά, επομένως είναι απαραίτητο να μειωθεί η θερμοκρασία προθέρμανσης και συγκόλλησης ή να αυξηθεί η ταχύτητα του υποστρώματος.

Πρόβλημα 4: Χαλαρά ή λανθασμένα εξαρτήματα PCB: Κατά τη διαδικασία συγκόλλησης με επαναροή, μικρά εξαρτήματα ενδέχεται να επιπλέουν στη λιωμένη κόλληση και τελικά να φύγουν από τον σύνδεσμο-στόχο συγκόλλησης. Πιθανοί λόγοι για τη μετατόπιση ή την κλίση περιλαμβάνουν τη δόνηση ή την αναπήδηση των εξαρτημάτων στη συγκολλημένη πλακέτα PCB λόγω ανεπαρκούς υποστήριξης της πλακέτας κυκλώματος, των ρυθμίσεων του φούρνου εκ νέου ροής, των προβλημάτων πάστας συγκόλλησης και του ανθρώπινου σφάλματος.

Πρόβλημα 5: Ανοιχτό κύκλωμα πλακέτας κυκλώματος: Όταν το ίχνος σπάσει ή η συγκόλληση βρίσκεται μόνο στο μαξιλαράκι και όχι στο καλώδιο του εξαρτήματος, θα προκύψει ένα ανοιχτό κύκλωμα. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν υπάρχει πρόσφυση ή σύνδεση μεταξύ του εξαρτήματος και του PCB. Ακριβώς όπως τα βραχυκυκλώματα, αυτά μπορεί επίσης να συμβούν κατά τη διαδικασία παραγωγής ή κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης και άλλων εργασιών. Η δόνηση ή το τέντωμα της πλακέτας κυκλώματος, η πτώση τους ή άλλοι παράγοντες μηχανικής παραμόρφωσης θα καταστρέψουν τα ίχνη ή τους αρμούς συγκόλλησης. Ομοίως, η χημική ουσία ή η υγρασία μπορεί να προκαλέσουν φθορά συγκόλλησης ή μεταλλικών εξαρτημάτων, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει σπάσιμο των καλωδίων εξαρτημάτων.

Πρόβλημα 6: Προβλήματα συγκόλλησης: Τα ακόλουθα είναι μερικά προβλήματα που προκαλούνται από κακές πρακτικές συγκόλλησης: Διαταραγμένες συνδέσεις συγκόλλησης: Λόγω εξωτερικών διαταραχών, η συγκόλληση κινείται πριν από τη στερεοποίηση. Αυτό είναι παρόμοιο με τις ενώσεις ψυχρής συγκόλλησης, αλλά ο λόγος είναι διαφορετικός. Μπορεί να διορθωθεί με επαναθέρμανση και οι σύνδεσμοι συγκόλλησης δεν διαταράσσονται από το εξωτερικό όταν ψύχονται. Ψυχρή συγκόλληση: Αυτή η κατάσταση συμβαίνει όταν η συγκόλληση δεν μπορεί να λιώσει σωστά, με αποτέλεσμα τραχιές επιφάνειες και αναξιόπιστες συνδέσεις. Δεδομένου ότι η υπερβολική συγκόλληση εμποδίζει την πλήρη τήξη, μπορεί επίσης να εμφανιστούν ενώσεις ψυχρής συγκόλλησης. Η λύση είναι να ξαναθερμάνετε την άρθρωση και να αφαιρέσετε την περίσσεια συγκόλλησης. Γέφυρα συγκόλλησης: Αυτό συμβαίνει όταν η συγκόλληση διασταυρώνεται και συνδέει φυσικά δύο καλώδια μεταξύ τους. Αυτά μπορεί να δημιουργήσουν απροσδόκητες συνδέσεις και βραχυκυκλώματα, τα οποία μπορεί να προκαλέσουν καύση των εξαρτημάτων ή να καούν τα ίχνη όταν το ρεύμα είναι πολύ υψηλό. Ανεπαρκής διαβροχή μαξιλαριών, ακίδων ή καλωδίων. Πολύ ή πολύ λίγη συγκόλληση. Τακάκια που είναι ανυψωμένα λόγω υπερθέρμανσης ή σκληρής συγκόλλησης.

Πρόβλημα 7: Η κακή κατάσταση της πλακέτας PCB επηρεάζεται επίσης από το περιβάλλον: λόγω της δομής του ίδιου του PCB, όταν βρίσκεται σε δυσμενές περιβάλλον, είναι εύκολο να προκληθεί ζημιά στην πλακέτα κυκλώματος. Οι ακραίες θερμοκρασιακές ή θερμοκρασιακές διακυμάνσεις, η υπερβολική υγρασία, οι κραδασμοί υψηλής έντασης και άλλες συνθήκες είναι όλοι παράγοντες που προκαλούν μείωση της απόδοσης της πλακέτας ή ακόμα και αποκόλληση. Για παράδειγμα, αλλαγές στη θερμοκρασία περιβάλλοντος θα προκαλέσουν παραμόρφωση της σανίδας. Επομένως, οι σύνδεσμοι συγκόλλησης θα καταστραφούν, το σχήμα της σανίδας θα λυγίσει ή τα ίχνη χαλκού στην σανίδα μπορεί να σπάσουν. Από την άλλη πλευρά, η υγρασία στον αέρα μπορεί να προκαλέσει οξείδωση, διάβρωση και σκουριά στην επιφάνεια του μετάλλου, όπως εκτεθειμένα ίχνη χαλκού, αρμούς συγκόλλησης, τακάκια και καλώδια εξαρτημάτων. Η συσσώρευση βρωμιάς, σκόνης ή υπολειμμάτων στην επιφάνεια των εξαρτημάτων και των πλακών κυκλωμάτων μπορεί επίσης να μειώσει τη ροή αέρα και την ψύξη των εξαρτημάτων, προκαλώντας υπερθέρμανση PCB και υποβάθμιση της απόδοσης. Η δόνηση, η πτώση, το χτύπημα ή η κάμψη του PCB θα το παραμορφώσουν και θα προκαλέσουν την εμφάνιση της ρωγμής, ενώ το υψηλό ρεύμα ή η υπέρταση θα προκαλέσει τη διάσπαση του PCB ή την ταχεία γήρανση των εξαρτημάτων και των διαδρομών.

Ερώτηση 8: Ανθρώπινο σφάλμα: Τα περισσότερα από τα ελαττώματα στην κατασκευή PCB προκαλούνται από ανθρώπινο λάθος. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η λανθασμένη διαδικασία παραγωγής, η λανθασμένη τοποθέτηση εξαρτημάτων και οι μη επαγγελματικές προδιαγραφές κατασκευής μπορούν να προκαλέσουν έως και 64% αποφυγή εμφάνισης ελαττωμάτων του προϊόντος.