Jaké jsou nejčastější faktory, které způsobují selhání desek plošných spojů?

/0 Komentáře/v /přidal

Jaké jsou nejčastější faktory, které způsobují selhání desek plošných spojů?

Desky s plošnými spoji mohou selhat z různých důvodů. Patří mezi ně výrobní vady, lidské chyby a porušení pokovení. I když tyto důvody nelze zcela odstranit, lze je řešit ve fázi návrhu nebo při kontrole desky CM.

Lidská chyba

Desky s plošnými spoji (PCB) jsou nedílnou součástí každého elektronického výrobku, a proto je důležité pochopit, proč dochází k jejich poruchám. Mnoho problémů s poruchami lze vyřešit přepracováním, ale existují situace, kdy je nutné provést novou montáž desek plošných spojů. Pokud se s takovým problémem setkáte, spolupráce se zkušenou společností zabývající se montáží desek plošných spojů vám pomůže snížit pravděpodobnost nákladné a neúspěšné opravy.

Proces výroby desek s plošnými spoji je velmi složitý. I malé chyby a omyly mohou ovlivnit výsledný produkt. Mezi další časté faktory, které způsobují selhání desek plošných spojů, patří kromě lidského faktoru také nesprávné pájení a nesprávná instalace součástek. Kromě toho může mít na součástky vliv i prostředí. Proto musí být tovární prostředí čisté, aby se předešlo selhání.

Porucha desky plošných spojů může být způsobena také fyzickým poškozením. To může být důsledkem nárazu nebo tlaku. Přístroj mohl být například upuštěn z velké vzdálenosti, udeřen nějakým předmětem nebo rozebrán s nesprávnou péčí. Vadná deska nemusí být schopna odolat těmto typům namáhání.

Výrobní problémy

Desky s plošnými spoji mohou selhat z několika důvodů, včetně výrobních problémů. Zatímco některé lze snadno odhalit a opravit, jiné vyžadují rozsáhlou opravu smluvním výrobcem. Mezi běžné příčiny selhání desek plošných spojů patří špatně spojené pájecí spoje nebo špatně zarovnané podložky. Kromě toho mohou nesprávně umístěné součástky nebo stopy ovlivnit výkon desek plošných spojů a přítomnost korozivních chemikálií může poškodit součástky.

K poruchám desek plošných spojů může dojít také během montáže. Kvalitu desek plošných spojů může ovlivnit několik faktorů, včetně vlhkosti a teploty ve výrobním prostředí. Tyto faktory je třeba kontrolovat, aby desky fungovaly tak, jak mají. Další možnou příčinou selhání desek plošných spojů je lidská chyba. Někteří lidé omylem vyjmou nebo ohnou součástky a ponechají je v nevhodné poloze.

Nejčastější příčinou selhání desky plošných spojů je vada v návrhu desky plošných spojů. Nesprávné nebo vadné součástky mohou způsobit zkrat, zkřížení signálů a další problémy. Kromě toho mohou nesprávně instalované součástky způsobit zuhelnatění desky. Mezi další časté problémy související s výrobou desek plošných spojů patří nedostatečná tloušťka desky, která má za následek její ohýbání nebo delaminaci. Nesprávná izolace může také způsobit vznik napěťového oblouku, který může desku spálit nebo zkratovat. Špatné propojení mezi vrstvami může rovněž vést ke špatnému výkonu.

Špatně umístěné pájky

Deska plošných spojů může selhat z mnoha důvodů. Jedním z těchto faktorů je špatně umístěná pájka, která může vést ke zkratu nebo jiným problémům. Další častou příčinou je poškrábaná laminace. To může odhalit spoje pod laminací.

Během výrobního procesu může dojít k chybnému umístění součástek DPS, a to ze dvou důvodů. Za prvé, podavač součástek nemusí být správně umístěn nebo nemusí být osazen na správnou cívku. Za druhé, otisk desky plošných spojů nemusí mít stejnou velikost, takže je pravděpodobné, že součástka, která je větší, než by měla být, selže.

Dalším častým faktorem, který způsobuje selhání desek plošných spojů, je nesprávné pájení. Při pájení mohou zbytky pájky poškodit desku. V důsledku toho mohou na deskách vznikat vodivá anodická vlákna (CAF), což jsou kovová vlákna, která se tvoří na exponovaném povrchu. Tento problém může být způsoben také špatným spojením skla a pryskyřice nebo poškozením desky plošných spojů vrtáním. Navíc rozdíly v tepelné roztažnosti oslabují vazbu po pájení. To může mít za následek vadné spojení.

Porušení při pokovování

Porušení procesu pokovování je jednou z nejčastějších příčin poruch desek plošných spojů. Tyto nedokonalosti v procesu pokovování mohou interferovat s ostatními technologickými materiály, bránit vytvrzení povlaku a způsobovat korozivní zbytky na deskách plošných spojů. Tato korozivní rezidua mohou vést k poruchám desek plošných spojů a jejich nevyzpytatelnému chování. Nejlepším způsobem, jak tomuto problému předejít, je dodržovat konstrukční specifikace. Použití konformního povlaku může také zabránit znečištění desek za provozu.

Deska s plošnými spoji může být velmi důležitá pro integritu vaší elektroniky, ale je také snadné ji při montáži přehlédnout. Poruchy desek plošných spojů mohou být způsobeny několika faktory, včetně vadných součástek nebo výrobních chyb. Porušení pokovení může ovlivnit odolnost a spolehlivost desky a může dokonce ohrozit bezpečnost citlivých zařízení.

Porušení procesu pokovování může také způsobit poruchu desky plošných spojů v důsledku špatné elektrické vodivosti. V důsledku toho může deska plošných spojů při testování nebo kontrole selhat. V některých případech může být deska plošných spojů dokonce nepoužitelná v důsledku nesprávného čištění a vrtání otvorů.

Strategie návrhu DPS pro paralelní mikropáskové linky na základě výsledků simulace

/0 Komentáře/v /přidal

Strategie návrhu DPS pro paralelní mikropáskové linky na základě výsledků simulace

V tomto článku je představeno několik strategií návrhu desek plošných spojů pro paralelní mikropáskové vedení. První z nich se zabývá dielektrickou konstantou, ztrátovým tangensem a koplanárním vedením mikropásků. Druhá se zabývá pravidly pro návrh tras PCB specifickými pro danou aplikaci.

Dielektrická konstanta

Dielektrickou konstantu paralelních mikropásů lze vypočítat řešením řady diferenciálních rovnic. Dielektrická konstanta h se mění jako funkce výšky a šířky substrátu. Dielektrická konstanta je důležitou vlastností tenkých vrstev, proto je důležité získat přesnou hodnotu dielektrické konstanty.

K výpočtu dielektrické konstanty lze použít simulaci. Výsledky simulace lze porovnat s experimentálními měřeními. Tyto výsledky však nejsou dokonalé. Nepřesnosti mohou vést k nepřesným hodnotám Dk. To má za následek nižší impedanci a pomalejší přenosovou rychlost. Kromě toho je přenosové zpoždění u krátkého vedení delší než u vedení dlouhého.

Paralelní mikropásy jsou charakterizovány dielektrickým substrátem s relativní dielektrickou konstantou 2,2 a odpovídající dielektrickou ztrátou 0,0009. Mikropáskové vedení obsahuje dvě paralelní mikropásková vedení se spojovacím vedením. Vnitřní strana mikropáskového vedení je zatížena strukturou CSRR. SRR přenáší elektrické pole na čtyři strany mikropáskového vedení pomocí vazebního vedení.

Ztrátová tečna

Pro výpočet ztrátového tangensu paralelních mikropásů používáme počítačový simulační model. Používáme tangens ztrát pro 30 mm dlouhé páskové vedení. Poté použijeme délku dalšího páskového vedení, abychom vyhověli rozteči konektorů. Výsledkem je ztrátový tangens 0,0007 stupně.

Výsledky simulace byly velmi přesné a vykazovaly dobrou shodu s experimentálními výsledky. Výsledky simulace ukázaly, že tečna ztrát paralelního mikropáskového vedení se pohybuje mezi 0,05 mm. Tento výsledek byl ověřen dalšími výpočty. Ztrátový tangens je odhadem energie absorbované páskem. Závisí na rezonanční frekvenci.

Pomocí tohoto modelu můžeme vypočítat rezonanční frekvenci, tangens ztrát a boční frekvenci. Můžeme také určit kritickou výšku krytí mikropásku. To je hodnota, která minimalizuje vliv výšky krytí na parametry vedení. Vypočtené výstupní parametry jsou uvedeny v části příručky Typy vedení. Program se velmi snadno používá a umožňuje rychlou a přesnou úpravu vstupních parametrů. Má ovládací prvky kurzoru, ladicí zkratky a horké klávesy, které vám pomohou při změně parametrů simulačního modelu.

Koplanární mikropáskové směrování

Koplanární mikropáskové směrování lze provést pomocí počítačového simulačního nástroje. Simulace může sloužit k optimalizaci návrhu nebo ke kontrole chyb. Simulace může například určit, zda byla přítomna pájecí maska, či nikoli. Také může ukázat vliv leptání, které snižuje vazbu mezi koplanární stopou a zemní rovinou a zvyšuje impedanci.

Pro správné koplanární mikropáskové vedení je třeba nejprve vypočítat charakteristickou impedanci mezi koplanárním vlnovodem a zemí. To lze provést pomocí aktivní kalkulačky nebo pomocí rovnic v dolní části stránky. Příručka Transmission Line Design Handbook doporučuje šířku dráhy "a" plus počet mezer "b". Zem na straně součástky by měla být širší než "b", aby se zabránilo účinkům elektromagnetického rušení.

Pro získání přesných výsledků simulace je třeba použít dobrý kalkulátor koplanárního vlnovodu. Nejlepší z nich obsahují kalkulátor koplanárního vlnovodu, který zohledňuje disperzi. Tento faktor určuje ztráty a rychlost různých frekvencí. Dále je třeba zohlednit drsnost mědi, která zvyšuje impedanci propojení. Nejlepší kalkulačka zohlední všechny tyto faktory současně.

Pravidla pro navrhování stop PCB specifická pro dané aplikace

Vzor elektrického pole na desce plošných spojů může být navržen ve více vrstvách, jedno-, dvou- nebo vícevrstvých. Tento typ návrhu DPS je stále běžnější, zejména pro aplikace SoC. V tomto návrhu je signálová stopa vedena po vnitřních vrstvách DPS. Signální stopa je podložena zemnicími rovinami, aby se minimalizovala charakteristická impedance.

Simulovaná mikropásková vedení jsou navržena s různými šířkami výřezů. Referenční mikropáskové vedení 50 O nemá žádnou kompenzaci výřezu, zatímco ostatní dvě mají přerušení. Šířkově proměnný výřez se používá pro impedanční kompenzaci a šířka výřezu se mění pomocí lineární parametrické analýzy. Šířka výřezu je 0,674 až 2,022 mm s přesností 0,1685 mm.

Vysoké požadavky na integraci paralelních mikropáskových vedení jsou často doprovázeny přeslechy. Vědci se snaží s tímto problémem bojovat a zkoumají techniky, jak přeslechy minimalizovat. Studovali principy vzniku přeslechů a identifikovali faktory, které je ovlivňují. Jednou z nejúčinnějších metod je zvětšení vzdálenosti mezi přenosovými vedeními. Tato metoda však využívá omezený prostor pro vedení a není kompatibilní se směrem integrace.

Desky s plošnými spoji s vysokým Tg a jejich aplikace

/0 Komentáře/v /přidal

Desky s plošnými spoji s vysokým Tg a jejich aplikace

Desky s plošnými spoji s vysokou Tg mají v letectví a kosmonautice řadu aplikací. Například proudové motory produkují tisíce mikrovibrací za minutu a vyžadují vysokou Tg. Stejně tak letadla musí pracovat při teplotách od -45 do 85 stupňů Celsia. V takovém prostředí musí desky plošných spojů s vysokou Tg odolávat vlhkosti a širokému rozsahu teplot.

TG170

TG170 high-tg PCB je deska s plošnými spoji s vysokou odolností proti vysokým teplotám, kterou lze vyrobit dvěma různými způsoby s použitím různých materiálů. Její vlastnosti závisí na specifikách vašeho návrhu. Tato deska plošných spojů s vysokou tg je vhodná pro různé elektronické aplikace, včetně digitálních zařízení, lékařských přístrojů a VF obvodů.

DPS s vysokou gramáží se široce používají v automobilovém průmyslu a v měřicích a výkonových zařízeních. Používají se také v zařízeních pro kogeneraci solární energie a ve výkonových měničích. Používají se také v automobilovém elektronickém průmyslu, včetně navigačních, telematických a audio-video zařízení.

Další použití desek plošných spojů TG170 s vysokou tg je v řídicích jednotkách motorů, kde je problémem vysoká teplota. Vysoké otáčky a dlouhé provozní hodiny mohou vést k vysokým teplotám. V takových podmínkách dokáže deska plošných spojů tg170 high-tg odolávat vysokým teplotám a pomáhá snižovat počet poruch desek plošných spojů.

DPS s vysokým obsahem TG mají nižší citlivost na teplo, vlhkost a chemickou korozi, což je činí spolehlivějšími pro elektronické aplikace. Kromě toho jsou vhodnější pro procesy bezolovnatého nástřiku cínu. Vzhledem k tomu, že Tg je rozhodujícím faktorem pro mechanickou stabilitu desek plošných spojů, je důležité ji zohlednit v procesu návrhu. DPS s vysokou Tg musí být navrženy z vhodných materiálů, které odolávají prostředí s vysokou teplotou.

DPS TG170 s vysokou tg je ideální volbou pro vysoce výkonnou elektroniku. Tyto desky plošných spojů jsou skvělou volbou pro špičkové výrobce. Lze je použít v různých aplikacích a jsou k dispozici v široké škále materiálů a povrchových úprav.

DPS s vysokým obsahem TG se používají v průmyslových aplikacích, kde jsou vyžadovány vysoké teploty, elektrické a chemické prostředí. Používají se ve vysoce výkonných lisovacích strojích, vrtacích strojích, výkonových měničích, zařízeních pro solární energii a anténách pro vysoké zpracování. Vysokoteplotní desky plošných spojů mohou být vyrobeny z různých materiálů, včetně skla, papíru nebo keramiky.

Vysokoteplotní desky s plošnými spoji jsou vyžadovány normou RoHS a často se používají v elektronice. Vysokoteplotní desky plošných spojů jsou ideální pro aplikace RoHS, protože mohou podporovat bezolovnaté pájení. Zlepšují také stabilitu desek plošných spojů při mírných provozních teplotách. Kromě toho jsou vysokoteplotní desky plošných spojů levnější.

TG170 FR-4

Při návrhu desek s plošnými spoji je teplota jedním z nejdůležitějších faktorů. Se zvyšující se teplotou se materiál desky plošných spojů rozpíná a mění se jeho vlastnosti. Proto se doporučuje používat desky plošných spojů TG170 FR-4 pro systémy, které nejsou vystaveny teplotám vyšším než 170 stupňů Celsia.

Vysoké teploty mohou mít vliv na materiály FR4 a poškozují desky s plošnými spoji. Vysoké teploty mohou například ovlivnit síťování, které je pro materiály FR4 klíčové. Vysoké teploty mohou také ovlivnit pohyblivost segmentů a dokonce způsobit přechod materiálu do tekutého stavu.

Pro úspěšnou výrobu PCB s vysokým obsahem TG je zásadní správná dokumentace plánu ukládání. Výrobce desek plošných spojů vám může pomoci vytvořit nejlepší uspořádání pro vaše obvody tím, že vám poskytne potřebné specifikace. V závislosti na vašich potřebách si můžete vybrat materiály FR-4, Rodgers nebo Nelco. Můžete také směrovat vysokofrekvenční signály do vnitřních vrstev, abyste je izolovali od vnějšího záření.

Vysoce kvalitní materiály mají delší životnost a zlepšují výkon. Proto je třeba hledat desky plošných spojů s certifikáty kvality. Mezi hlavní certifikáty kvality patří RoHS, ANSI/AHRI, ISO a CE.

Desky plošných spojů vyrobené z materiálu TG170 FR-4 s vysokým obsahem TG jsou oblíbené v mnoha průmyslových odvětvích. Vyšší hodnota Tg tohoto materiálu zlepšuje odolnost proti vlhkosti, teplu, chemikáliím a stabilitu desek. Díky těmto vlastnostem jsou desky plošných spojů s vysokým obsahem TG ideální pro obvody s vysokými teplotami.

Vlastnosti desek plošných spojů TG170 FR-4 s vysokým obsahem TG závisí na typu základního materiálu. Při výrobě PCB s vysokým obsahem TG lze použít různé hmotnosti mědi. Z tohoto důvodu musí být různé vrstvy označeny samostatně. Tyto vrstvy budou odděleny podle své hmotnosti a tloušťky. Tento postup pomáhá při určování správné tloušťky PCB s vysokým obsahem TG.

Materiály s vysokým obsahem TG se často používají v automobilovém průmyslu. Je to proto, že snesou vyšší teploty a vyšší proudy. DPS však musí splňovat teplotní rozsah (TUV) uvedený v jejich specifikacích.

 

Jaký je rozdíl mezi PCB a PCBA?

/0 Komentáře/v /přidal

Jaký je rozdíl mezi PCB a PCBA?

Mezi deskami s plošnými spoji a deskami pro plošné spoje existuje řada rozdílů a je důležité pochopit, co každý z nich znamená pro váš výrobek. Rozdíly se neomezují pouze na materiály, ale mohou zahrnovat také umístění součástek, pájení a různé kontroly. Desky s plošnými spoji mohou být také pevné nebo ohebné.

Deska s plošnými spoji

Deska s plošnými spoji je médium, které řízeně spojuje elektronické součástky. Tyto desky jsou běžným materiálem v elektronice a elektrotechnice. Běžně se označují také jako desky plošných spojů. Desky s plošnými spoji se používají ve všech zařízeních od mobilních telefonů až po televizory.

Deska plošných spojů je velmi univerzální výrobek a lze ji přizpůsobit různým elektronickým zařízením. Používají se také ve zdravotnických zařízeních, osvětlení a automobilovém vybavení. Ve skutečnosti se nacházejí téměř v každém průmyslovém zařízení. Používají se také ke snížení nákladů na údržbu a kontrolu elektronických zařízení.

Proces konstrukce PCB začíná základním materiálem, který se nazývá substrát PCB. Poté se deska pokryje měděnou fólií. Měděná fólie je vrstva, která obsahuje měděné stopy. Tyto stopy jsou vloženy a pevně drží na místě pomocí pájky.

Před nástupem desek s plošnými spoji (PCBA) se součástky balily tak, že se k nim připojily vodiče a připevnily se na pevný podklad. V minulosti se tento materiál vyráběl z bakelitu, materiálu, který nahrazoval vrchní vrstvu překližky. Na kovových součástkách se pak ručně pájelo, aby se vytvořily vodivé cesty. Tento proces byl však časově náročný, tvořilo jej mnoho spojů a vodičů a byl náchylný ke zkratům.

Deska s plošnými spoji a deska s plošnými spoji jsou dva typy PCBA. Každý typ má své vlastní použití a výhody. V kombinaci tvoří komplexní elektronickou sestavu.

Osazování desek s plošnými spoji

Osazování desek s plošnými spoji je několikastupňový proces, který začíná návrhem desky s plošnými spoji. Tento návrh se poté vytiskne na mědí pokrytý laminát. Poté se obnažená měď vyleptá a vytvoří se vzor linek obvodů. Poté se vyvrtají otvory a do nich se vloží elektronické součástky. Tento proces je velmi důležitý, protože každý otvor musí být dokonale dimenzován a zarovnán, aby se do něj vešly součástky na desce.

Osazování desek s plošnými spoji je vysoce technický proces, který vyžaduje odborné znalosti a bezpečnostní opatření. Hotový výrobek musí být bezchybný a musí obsahovat kovovou záložku, která pomáhá chránit elektroniku před poškozením při montáži. Osazování desek s plošnými spoji existuje již mnoho desetiletí a stále patří k nejoblíbenějším metodám výroby elektronických výrobků. Lze ji použít na jednovrstvých i dvouvrstvých deskách plošných spojů. Nové technologie, jako je například technologie bez pájení, umožňují bezpečnější a jednodušší osazování a snižují velikost a hmotnost desek s plošnými spoji.

Při výběru správné montážní technologie pro váš projekt dbejte na to, abyste vybrali tu správnou pro vaše potřeby. Na výběr je řada metod, včetně ručního pájení, pick-and-place strojů a technologie povrchové montáže. Zatímco mnoho desek vyžaduje pouze jeden typ technologie, jiné vyžadují několik typů.

Návrh desek s plošnými spoji

Deska s plošnými spoji (PCB) je tištěný spoj, který obsahuje elektronické součástky. Obvykle se skládá z měděné vrstvy, substrátu a sítotisku. Před nástupem desek plošných spojů se obvody často vytvářely spojováním součástek pomocí vodičů. Tyto vodiče se pak připájely k vývodům součástek a vytvořily vodivé cesty. Tato metoda však byla pomalá, náročná na výrobu a obtížně se ladila.

Návrh desky s plošnými spoji začíná počátečním rozvržením obvodu. Po definování tvaru desky a importu dat součástek ze schématu je dalším krokem fyzické rozložení desky plošných spojů. Na začátku je třeba umístit otisky součástek do obrysu desky v systému CAD. Tyto otisky zobrazují síťové spoje jako duchovní čáry, takže uživatelé vidí, ke kterým součástkám se připojují. Pro dosažení maximálního výkonu je důležité správné umístění součástek. To zahrnuje zohlednění konektivity, šumu a fyzických překážek, včetně kabelů a montážního hardwaru.

Po schválení návrhu je dalším krokem výběr materiálů a součástek pro desku plošných spojů. Tento krok je z celého procesu časově i finančně nejnáročnější, ale pro úspěch konečného výrobku je klíčový. Proces návrhu desky začíná určením hlavních komponent a stanovením, které laminátové materiály jsou pro konkrétní návrh nejvhodnější.