Nejčastější vady PCB a jejich řešení

Problémů s deskami plošných spojů je mnoho, ale některé jsou méně zjevné než jiné. Tyto problémy se nazývají implementační poruchy a k jejich diagnostice jsou zapotřebí specializované znalosti. Možné příčiny selhání jsou například elektrostatický výboj, únik chemických látek, zvednuté podložky a posunutí součástek. Pro identifikaci způsobů selhání je třeba desku plošných spojů testovat pod napětím, dokud nedojde k jejímu selhání.

Elektrostatický výboj

Elektrostatický výboj (ESD) je běžným problémem v elektronických obvodech. Vzniká v důsledku nesprávné manipulace s elektronickými součástkami nebo nadměrné úrovně napětí. V mnoha případech je výsledné poškození skryté nebo katastrofální. Tento problém může způsobit částečnou nebo úplnou nefunkčnost desky plošných spojů.

Existuje několik způsobů detekce a opravy elektrostatického výboje. Některé z nich jsou viditelné a ovlivňují výkon výrobku, jiné nikoli. První metodou je prohlídka zařízení a zjištění, zda je některá součástka zasažena. V některých případech se na desce plošných spojů objeví nepatrný otvor.

Únik chemických látek

Únik chemických látek z PCB může být problémem pro mnoho průmyslových odvětví. Přestože Spojené státy zakázaly výrobu PCB v roce 1977, stále se vyskytují v životním prostředí ve velmi nízkých koncentracích. Primárním zdrojem PCB v prostředí je koloběh v životním prostředí a PCB se přenášejí v ekosystémech. Přestože jsou hladiny těchto kontaminantů nízké, mohou mít závažné účinky na člověka a životní prostředí.

Kromě použití v elektronice se PCB v 50. až 70. letech 20. století používaly také při stavbě školních budov. V mnoha školách se používaly těsnicí materiály a zářivková svítidla obsahující PCB. Problém těchto výrobků spočíval v tom, že unikaly a způsobovaly kontaminaci dalších stavebních materiálů a půdy. To způsobilo rozsáhlou kontaminaci, a proto byly zakázány.

Zvednuté podložky

Zvednuté podložky jsou způsobeny řadou příčin, včetně nadměrného tepla a síly při pájení. Výsledkem může být nevyhovující pájecí spoj. Tyto vady vyžadují opětovné pájení a mohou vést k nebezpečí zkratu. Mezi další příčiny zvednutých podložek patří znečištění škodlivinami, špatné čištění nebo nedostatečné množství tavidla. Zvednuté plošky mohou ovlivnit fungování obvodů a vzhled desky.

Zvednuté podložky se nejčastěji vyskytují u tenkých měděných vrstev a desek, které nemají průchozí pokovení. Identifikace hlavní příčiny zvedání je zásadní pro prevenci dalšího poškození. V případě jednostranných desek s plošnými spoji je problém často důsledkem nesprávného pájení vlnou. Zdvihu lze předejít tím, že při manipulaci s deskami plošných spojů budete postupovat velmi opatrně a při manipulaci se součástkami nebudete používat nadměrnou sílu.

Posunutí komponent

Posunutí součástek je jednou z nejčastějších závad vyskytujících se při osazování desek plošných spojů. Může být způsobeno řadou faktorů, včetně nesprávného umístění součástek. Například nesprávně orientovaná umístěná součástka může plavat, což má za následek její přerovnání.

V některých případech je příčinou posunu součástek nesoulad dílů s geometrií podložky. To způsobuje posunutí součásti směrem k tepelné hmotě, která je jí nejblíže. Mezi další příčiny patří ohnuté vývody, nesprávně umístěné součástky nebo oxidace. Naštěstí existuje řada řešení posunu součástek. Například dodržení správného profilu přetavení, omezení pohybu během procesu montáže bez přetavení a použití agresivního tavidla mohou pomoci minimalizovat pohyb součástek.

Vady pájecí kuličky

Při montáži SMT jsou běžné vady pájecích kuliček. Jedná se v podstatě o kuličky pájky, které se oddělí od hlavního těla pájky. Abyste jim předešli, měli byste nastavit montážní přítlak na montáži čipů na přesné nastavení. Tím zabráníte vytlačení pájecí pasty z podložky a zvýšíte šanci, že se pájecí pasta vytvoří správně.

Dobrý pájený spoj je čistý, symetrický a má konkávní tvar. Naopak špatný pájecí spoj může být velký a mít dlouhý dřík. Další častou vadou jsou narušené spoje, které budou mít šupinatý, deformovaný nebo nerovnoměrný vzhled.

Termovizní zobrazování

Termovizní zobrazování je výkonný nástroj pro kontrolu kvality, který urychluje opravy desek plošných spojů a součástek. Termosnímky mohou díky identifikaci horkých míst poukázat na vadné součástky nebo oblasti, které spotřebovávají příliš mnoho energie. Tyto informace mohou konstruktérům pomoci snížit spotřebu energie a prodloužit životnost baterií. Termovizní snímky mohou také odhalit oblasti se špatným tepelným managementem, které vyžadují více chlazení, větší chladiče nebo dokonce přepracování návrhu.

Termovizní snímání vad desek plošných spojů může konstruktérům a inženýrům pomoci určit příčinu vad. Pokud testovací deska neprojde testy kontroly kvality, může termokamera odhalit problémy. Může také zobrazit rozdíly teplot mezi dvěma různými oblastmi desky a odhalit, jak se liší.