PCB-Technologie - Fünf Probleme im Leiterplattendesign

Im Prozess der Leiterplatte Design und Produktion, Ingenieure müssen nicht nur verhindern Leiterplatte von Unfällen im Herstellungsprozess, aber auch Konstruktionsfehler vermeiden müssen.

ipcb fasst und analysiert mehrere häufige PCB-Probleme zusammen und hofft, jedem etwas Hilfe bei der Design- und Produktionsarbeit zu bringen.

Leiterplatte design

Problem 1: Leiterplatte Kurzschluss

Dieses Problem ist einer der häufigsten Fehler, die direkt dazu führen können, dass die Leiterplatte nicht funktioniert, und es gibt viele Gründe für dieses Problem. Wir werden sie nacheinander analysieren.

Der Grund für PCB-Kurzschluss ist, dass das Pad nicht richtig entworfen ist. Zu diesem Zeitpunkt kann das runde Pad in Ellipse geändert werden, um den Abstand zwischen den Punkten zu erhöhen, um Kurzschluss zu verhindern.

Unsachgemäßes Design der Leiterplattenteilrichtung verursacht auch einen Kurzschluss der Leiterplatte und funktioniert nicht. Zum Beispiel, wenn der Fuß des SOIC parallel zur Zinnwelle ist, ist es leicht, einen Kurzschlussunfall zu verursachen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Richtung der Teile entsprechend geändert werden, um sie senkrecht zur Zinnwelle zu machen.

Es besteht auch die Möglichkeit eines PCB-Kurzschlussfehlers, das heißt das automatische Steckbiegen. Da die Länge des Drahtstifts kleiner als 2mm ist und die Teile abfallen, wenn der Winkel des Biegefusses zu groß ist, ist es leicht, Kurzschluss zu verursachen. Daher sollte die Lötstelle mehr als 2mm von der Leitung entfernt sein.

Zusätzlich zu den drei oben genannten Gründen gibt es auch einige Gründe, die zu PCB-Kurzschlussfehlern führen können, wie zu großes Grundplattenloch, zu niedrige Temperatur des Zinnofens, schlechte Lötbarkeit der Leiterplattenoberfläche, Lötmaskenfehler, Verschmutzung der Leiterplattenoberfläche usw., die relativ häufige Fehlerursachen sind. Ingenieure können die oben genannten Gründe und Fehlerzustände einzeln beseitigen und überprüfen.

Problem 2: dunkle und granulare Kontakte erscheinen auf Leiterplatte

Das Problem von dunklen oder kleinen körnigen Fugen auf Leiterplatte ist hauptsächlich auf die Verunreinigung des Löts und das übermäßige Oxid im gelösten Zinn zurückzuführen, zur Bildung einer zu spröden Lötstellenstruktur. Es sollte darauf geachtet werden, nicht mit der dunklen Farbe zu verwechseln, die durch die Verwendung von Lötstoff mit niedrigem Zinngehalt verursacht wird.

Ein weiterer Grund für dieses Problem ist, dass sich die Zusammensetzung des Lots, das bei der Verarbeitung und Herstellung verwendet wird, ändert und der Gehalt an Verunreinigungen zu hoch ist, so dass reines Zinn hinzugefügt oder ersetzt werden sollte. Die physikalische Änderung der Glasfaserschicht, wie Trennung zwischen Schichten. Aber das ist keine schlechte Lötstelle. Der Grund ist, dass das Substrat zu erhitzt ist, so dass es notwendig ist, die Vorwärm- und Löttemperatur zu reduzieren oder die Verfahrgeschwindigkeit des Substrats zu erhöhen.

Problem 3: PCB-Lötstelle färbt sich goldgelb

Im Allgemeinen ist das Lot der Leiterplatte silbergrau, aber gelegentlich gibt es goldene Lötpunkte. Der Hauptgrund für dieses Problem ist, dass die Temperatur zu hoch ist, so dass wir nur die Temperatur des Zinnofens senken müssen.

Problem 4: Das schlechte Board ist auch von der Umwelt betroffen

Aufgrund der Struktur der Leiterplatte selbst ist es leicht, Leiterplatte zu beschädigen, wenn sie sich in einer ungünstigen Umgebung befindet. Extreme Temperatur- oder Temperaturschwankungen, übermäßige Feuchtigkeit, hochintensive Vibrationen und andere Bedingungen sind die Faktoren, die zu Leistungseinbußen oder sogar Verschrottung der Platine führen. Zum Beispiel können Änderungen der Umgebungstemperatur zu Verformungen der Platine führen. Daher wird die Lötstelle beschädigt, die Form der Platine wird gebogen oder die Kupferspur auf der Platine kann gebrochen werden.

Andererseits kann Feuchtigkeit in der Luft zu Oxidation, Korrosion und Rost der Metalloberfläche führen, wie zum Beispiel Kupferspuren, Lötstellen, Pads und Bauteilleitungen. Die Ansammlung von Schmutz, Staub oder Schmutz auf der Oberfläche von Komponenten und Leiterplatten kann auch den Luftstrom und die Kühlung von Komponenten reduzieren, was zu Überhitzung und Leistungseinbußen der Leiterplatte führt. Vibrationen, Fallen, Schlagen oder Biegen der Leiterplatte verformen sich und verursachen Risse, während Hochstrom oder Überspannung zu PCB-Ausfall oder schneller Alterung von Komponenten und Kanälen führen.

Leiterplatte

Problem 5: PCB Open Circuit

Ein offener Kreislauf tritt auf, wenn die Leiterbahn bricht oder wenn sich das Lot nur auf dem Pad und nicht auf der Bauteilleitung befindet. In diesem Fall gibt es keine Haftung oder Verbindung zwischen dem Bauteil und der Leiterplatte. Wie Kurzschlüsse können diese auch während der Produktion oder beim Schweißen und anderen Operationen auftreten. Vibrationen oder Dehnungen von Leiterplatten, Fallenlassen oder andere mechanische Verformungsfaktoren können Spuren oder Lötstellen zerstören. Ebenso können Chemikalien oder Feuchtigkeit zu Verschleiß von Löt- oder Metallteilen führen, was zu einem Bruch von Bauteilblei führt.

Problem 6: Lösen oder Versetzen von Bauteilen

Beim Reflow-Löten können die Kleinteile auf dem geschmolzenen Lot schwimmen und schließlich die Ziellötstelle verlassen. Die möglichen Gründe für die Verschiebung oder Neigung umfassen die Vibration oder das Abprallen der Komponenten auf der Leiterplatte aufgrund unzureichender Unterstützung der Leiterplatte, Einstellung des Reflow-Ofens, Lötpastenprobleme, menschliche Fehler usw.

Frage 7: Schweißen

Im Folgenden sind einige Probleme, die durch schlechte Schweißpraktiken verursacht werden:

Störung der Lötstelle: Das Lot bewegt sich vor der Erstarrung durch äußere Störungen. Dies ähnelt der Kaltlötstelle, aber der Grund ist anders. Es kann durch Erwärmen korrigiert werden, und die Lötstelle kann frei von äußeren Störungen sein, wenn sie gekühlt wird.

Kaltschweißen: Dies geschieht, wenn das Lot nicht richtig geschmolzen werden kann, was zu rauen Oberflächen und unzuverlässigen Verbindungen führt. Da übermäßiges Löten ein vollständiges Schmelzen verhindert, können auch kalte Lötstellen auftreten. Das Mittel ist, die Verbindung aufzuwärmen und überschüssiges Lot zu entfernen.

Lötbrücke: Dies geschieht, wenn die Löte die beiden Leitungen kreuzen und physisch miteinander verbinden. Diese können unerwartete Verbindungen und Kurzschlüsse bilden, die dazu führen können, dass die Komponenten brennen oder die Verkabelung ausbrennt, wenn der Strom zu hoch ist.

Pad: unzureichende Benetzung von Stiften oder Leitungen. Zu viel oder zu wenig Lot. Pads angehoben durch Überhitzung oder grobes Schweißen.

Frage 8: Menschliches Versagen

Die meisten Fehler in der Leiterplattenherstellung werden durch menschliche Fehler verursacht. In den meisten Fällen führen der falsche Produktionsprozess, die falsche Platzierung von Bauteilen und das Fehlen von Fertigungsspezifikationen zu 64% der vermeidbaren Produktfehler. Das Fehlerpotential steigt mit der Komplexität des Schaltkreises und der Anzahl der Produktionsprozesse aufgrund folgender Faktoren: dicht verpackte Komponenten; Mehrfachschaltungsschichten; Feinverdrahtung; oberflächenverlötete Bauteile; Energie und Boden.

Obwohl jeder Hersteller oder Monteur hofft, Leiterplatten fehlerfrei herzustellen, gibt es mehrere Probleme im Design- und Produktionsprozess, die kontinuierliche Leiterplattenprobleme verursachen.

Typische Probleme und Ergebnisse sind die folgenden: schlechtes Schweißen führt zu Kurzschluss, offenem Kreislauf, kalter Lötstelle usw.; Die Verschiebung des Boards führt zu schlechtem Kontakt und schlechter Gesamtleistung; Eine schlechte Isolierung der Kupferspur führt zu einem Lichtbogen zwischen den Spuren; Zu nahe zwischen Kupferspur und Pfad führt leicht zu Kurzschlussgefahr; Eine unzureichende Dicke der Leiterplatte führt zu Biegen und Bruch Riss.