Richtige Handhabung von PCB-Platten

Der richtige Umgang mit Leiterplatten ist aus einer Reihe von Gründen wichtig. Dazu gehören Sicherheitsvorkehrungen, Materialien und Inspektion. Die korrekte Durchführung dieser Aufgaben gewährleistet die Sicherheit Ihrer Produkte und sorgt dafür, dass Ihre Schaltungen wie vorgesehen funktionieren. Im Folgenden finden Sie einige Tipps, die Sie bei der Handhabung Ihrer Leiterplatten beachten sollten.

Sicherheitsvorkehrungen

Sicherheitsvorkehrungen bei der Handhabung von Leiterplatten sind unerlässlich, um Schäden sowohl an den Bauteilen als auch an der gesamten Platte zu vermeiden. Bei unsachgemäßer Handhabung kann die Leiterplatte brechen und unbrauchbar werden. Um dieses Problem zu vermeiden, ist es wichtig, die Leiterplatte vor Feuchtigkeit zu schützen. Eine Möglichkeit, dies zu tun, ist das Backen der Platine.

ESD-Schäden sind ein großes Problem bei der Handhabung von Leiterplatten. Selbst eine geringe elektrostatische Entladung kann Bauteile beschädigen, und selbst kleinste Erschütterungen können die internen Schaltkreise ernsthaft beschädigen. Der beste Weg, um eine Beschädigung der Leiterplatte zu vermeiden, ist, sie mit zwei Händen anzufassen. Auf diese Weise wird das Risiko, die Leiterplatte zu beschädigen oder zu verbiegen, minimiert.

Die Entwicklung von PCBAs ist ein iterativer Prozess, der eine korrekte Handhabung erfordert, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Eine unsachgemäße Handhabung einer Leiterplatte kann Kupferbahnen beschädigen und verhindern, dass das optimale Design erreicht wird. Außerdem sollten die Kupferbahnen durch eine geeignete Oberflächenbehandlung vor Oxidation und Beschädigung geschützt werden.

Probleme

Zu den häufigsten Problemen bei Leiterplatten gehören Lötbrücken. Lötbrücken sind Bereiche, in denen zwei Leiterbahnen zu dicht beieinander liegen und eine schlechte Verbindung zwischen dem Kupfer und dem Bauteil herstellen. Um dieses Problem zu beheben, sollte der Leiterplattenhersteller den Herstellungsprozess überprüfen und die Menge des beim Löten verwendeten Lots kontrollieren. Das Lötzinn kann während der Herstellung verunreinigt werden und muss unter Umständen ausgetauscht werden. Die Leiterbahnschaltung kann auch aufgrund von Alterung, Überhitzung oder Spannungsabfällen nicht mehr leitfähig sein. Ein weiteres Problem kann ein Bauteil sein, das sich von der Platine gelöst hat und wieder eingesetzt werden muss.

Viele dieser Probleme lassen sich vermeiden, wenn man die Ursachen für das Versagen der Leiterplatte angeht. In den meisten Fällen liegt die Ursache in menschlichem Versagen. Schlechte Lötarbeiten, eine falsche Ausrichtung der Leiterplatte und andere Fertigungsfehler können zu einer fehlerhaften Leiterplatte führen. Menschliches Versagen ist für etwa 64% aller Leiterplattenfehler verantwortlich. Andere häufige Probleme sind schlecht hergestellte Komponenten mit schlechter Leistung.

Materialien

Leiterplatten werden aus vielen verschiedenen Materialien hergestellt. Dazu gehören Kupfer und Aluminium. Kupfer ist das am häufigsten verwendete Material. Auch kupferkaschierte Leiterplatten sind weit verbreitet. Jedes Material hat seine eigenen thermischen, mechanischen und elektrischen Eigenschaften. Einige Materialien eignen sich besser für bestimmte Leiterplattenaufgaben als andere.

Die für Leiterplatten verwendeten Materialien werden durch die Anwendung und die Glasübergangstemperatur (Tg) der Leiterplatte bestimmt. Die Tg ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, Feuchtigkeit und Chemikalien zu widerstehen. Eine höhere Tg bedeutet eine haltbarere Leiterplatte. Vergewissern Sie sich, dass die Tg zu Ihrem Montageverfahren passt, um die richtige Leistung zu gewährleisten.

PTFE, auch bekannt als Teflon, ist leicht und stark. Es hat auch gute thermische und elektrische Eigenschaften und weist eine gute Flexibilität auf. Außerdem ist PTFE schwer entflammbar. FR-4 hingegen ist ein glasfaserverstärktes Epoxidlaminat, das aus Glasfasergewebe und einem flammfesten Epoxidharzbindemittel besteht. Mehrere Vorteile machen es zu einer beliebten Wahl für die Leiterplattenherstellung.

Inspektion

Die Inspektion von Leiterplatten ist ein wichtiger Prozess bei der Herstellung elektronischer Produkte. Sie hilft bei der Feststellung, ob die Leiterplatten defekt sind, und bei der Vorhersage der Fehlerarten. Die Inspektion von Leiterplatten liefert außerdem genaue Daten für die Bestimmung der Ausbeute. Die IPC hat Normen für die Inspektion von unbestückten und bestückten Leiterplatten. Verschiedene Arten von Leiterplatten erfordern verschiedene Arten von Prüfungen. Leiterplatten der Klasse 3 zum Beispiel erfordern die höchste Prüfhäufigkeit.

Die meisten Leiterplattenhersteller verwenden die AOI-Methode (automatische optische Inspektion) für die Leiterplattenprüfung. Bei dieser Art der Inspektion wird eine Kamera eingesetzt, um die Leiterplatte zu untersuchen und mit Referenzleiterplatten und idealen Designspezifikationen zu vergleichen. Das System kann Fehler frühzeitig erkennen und die Produktionskosten minimieren.

Reparatur

Der Prozess der Reparatur einer Leiterplatte kann viele verschiedene Schritte umfassen. Einer der ersten Schritte besteht darin, die Ursache des Fehlers zu ermitteln. Die häufigste Ursache sind physische Schäden, die durch Stöße oder Druck verursacht werden. Das Gerät kann zum Beispiel aus großer Höhe heruntergefallen sein oder von einem anderen Gegenstand getroffen worden sein. Eine andere Ursache könnte die Demontage sein, bei der die Platine direkt beschädigt wurde.

Handelt es sich bei der Beschädigung um eine Durchgangsbohrung, müssen Sie diese vor dem Einlöten eines neuen Bauteils wiederherstellen. Verwenden Sie dazu zunächst ein scharfes Messer, um alle Verunreinigungen aus dem Durchgangsloch zu entfernen. Verwenden Sie dann Reinigungsalkohol, um es zu säubern. Verwenden Sie anschließend eine Büroklammer, um das Durchgangsloch so zu erweitern, dass es zum Anschluss des Bauteils passt. Setzen Sie dann das neue Bauteil in die Bohrung ein und löten Sie es auf die Platine.

Wie wählt man einen großen oder einen kleinen Kondensator aus?

Wenn es um die Stromversorgung elektronischer Geräte geht, gibt es einige Dinge, die Sie bei der Auswahl eines Kondensators beachten sollten. Es gibt mehrere Faktoren zu berücksichtigen, darunter Kapazität und Impedanz. In diesem Artikel wird die Impedanz eines großen Kondensators im Vergleich zu einem kleinen Kondensator behandelt. Wenn Sie diese Faktoren verstehen, können Sie die beste Entscheidung für Ihr elektrisches Projekt treffen. Und vergessen Sie nicht, auch Ihr Budget im Auge zu behalten.

Impedanz

Bei der Auswahl eines Kondensators gibt es eine Reihe von Faktoren zu berücksichtigen. Der erste Schritt besteht darin, einen Kondensator zu wählen, der Ihren speziellen Anforderungen entspricht. Wenn Sie einen Kondensator für Audioaufnahmen verwenden möchten, sollten Sie auf seine Impedanz achten. Darüber hinaus sollten Sie die Anwendungsanforderungen und die Spezifikationen des Kondensators berücksichtigen.

Kondensatoren können nach ihrem ESR-Wert eingeteilt werden. In der Regel beträgt der ESR bei Elektrolytkondensatoren 0,1 bis 5 Ohm. Der ESR von Durchsteckkondensatoren ist niedriger, was bedeutet, dass sie mit einer geringeren Schleifeninduktivität montiert werden können. Diese kleineren Kondensatoren haben auch eine geringere Impedanz bei hohen Frequenzen.

Kapazität

Die Wahl des richtigen Kondensators für Ihre Anwendung hängt von den spezifischen Anforderungen und dem Budget Ihres Projekts ab. Die Preise für Kondensatoren reichen von Cents bis zu Hunderten von Dollar. Die Anzahl der Kondensatoren, die Sie benötigen, hängt von der Frequenz und dem Momentanstrom Ihrer Schaltung ab. Ein großer Kondensator arbeitet bei einer niedrigen Frequenz, während ein kleiner Kondensator bei einer höheren Frequenz arbeitet.

Keramikkondensatoren sind eine weitere Art von Kondensatoren. Diese Kondensatoren sind in der Regel nicht gepolt und haben einen dreistelligen Code, um ihren Kapazitätswert zu identifizieren. Die ersten beiden Ziffern beziehen sich auf den Wert des Kondensators, während die dritte Ziffer die Anzahl der Nullen angibt, die der Kapazität hinzuzufügen sind. Bei einem Kondensator besteht die dielektrische Folie aus einer dünnen Oxidschicht, die durch elektrochemische Herstellung gebildet wird. Dies ermöglicht Kondensatoren mit sehr großer Kapazität auf kleinem Raum.

Temperaturkoeffizient

Der Temperaturkoeffizient ist eine Zahl, die angibt, wie stark sich die Kapazität eines Kondensators bei einer bestimmten Temperatur ändert. Der Temperaturkoeffizient wird in Teilen pro Million ausgedrückt. Kondensatoren mit negativen Koeffizienten verlieren bei höheren Temperaturen an Kapazität als solche mit positiven Koeffizienten. Der Temperaturkoeffizient eines Kondensators wird durch einen positiven oder negativen Buchstaben und eine Zahl angegeben, und er kann auch durch farbige Streifen gekennzeichnet sein.

Kondensatoren mit hohen Temperaturkoeffizienten liefern eine höhere Ausgangsleistung. Es gibt jedoch einige Ausnahmen von dieser Regel. Bei der Auswahl eines Kondensators für eine bestimmte Anwendung ist es wichtig, seinen Temperaturkoeffizienten zu berücksichtigen. Normalerweise ist der Wert eines Kondensators auf seinem Gehäuse mit einer Referenztemperatur von 250°C angegeben. Das bedeutet, dass jede Anwendung, die unter diese Temperatur fällt, einen Kondensator mit einem höheren Temperaturkoeffizienten erfordert.

Impedanz eines großen Kondensators im Vergleich zu einem kleinen Kondensator

Die Impedanz eines großen Kondensators ist viel niedriger als die eines kleinen Kondensators. Der Unterschied zwischen diesen beiden Arten von Kondensatoren ergibt sich aus der unterschiedlichen Ladungsspeicherrate und der Zeit, die zum vollständigen Laden und Entladen benötigt wird. Ein großer Kondensator braucht viel länger zum Aufladen als ein kleiner Kondensator und wird nicht so schnell aufgeladen. Nur wenn ein Kondensator geladen oder entladen ist, fließt Strom durch ihn. Wenn er vollständig geladen oder entladen ist, verhält er sich wie ein offener Stromkreis.

Um die Impedanz eines Kondensators zu bestimmen, müssen wir wissen, wie er sich in verschiedenen Frequenzbereichen verhält. Da Kondensatoren Serienresonanzkreise bilden, hat ihre Impedanz eine V-förmige Frequenzkennlinie. Die Impedanz eines Kondensators fällt bei seiner Resonanzfrequenz, steigt aber mit steigender Frequenz.

Größe eines Kondensators

Die Größe eines Kondensators wird durch das Verhältnis zwischen seiner Ladung und seiner Spannung bestimmt. Sie wird normalerweise in Farad gemessen. Das Mikrofarad ist der millionste Teil eines Farads. Die Kapazität wird ebenfalls in Mikrofarad gemessen. Ein Kondensator mit einem Mikrofarad hat die gleiche Ladungsmenge wie ein Kondensator mit 1.000 uF.

Die Kapazität ist ein Maß für die Menge an elektrischer Energie, die ein Bauteil speichern kann. Je höher die Kapazität ist, desto größer ist ihr Wert. Im Allgemeinen sind Kondensatoren für eine bestimmte Spannung ausgelegt. Häufig sind diese Angaben auf dem Kondensator selbst vermerkt. Wenn der Kondensator beschädigt wird oder ausfällt, ist es wichtig, ihn durch einen zu ersetzen, der die gleiche Betriebsspannung hat. Wenn dies nicht möglich ist, kann ein Kondensator mit höherer Spannung verwendet werden. Allerdings ist ein solcher Kondensator in der Regel größer.

Kondensatoren können aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden. Luft ist ein guter Isolator. Feste Materialien können jedoch weniger leitfähig sein als Luft. Glimmer zum Beispiel hat eine Dielektrizitätskonstante zwischen sechs und acht. Glimmer kann auch verwendet werden, um die Kapazität eines Kondensators zu erhöhen.