가장 일반적인 PCB 결함 및 해결 방법

PCB에는 많은 문제가 있지만 그 중 일부는 다른 문제보다 덜 분명합니다. 이러한 문제를 구현 실패라고 하며 진단을 위해서는 전문 지식이 필요합니다. 예를 들어 정전기 방전, 화학물질 누출, 패드 들뜸, 부품 이동 등이 모두 고장의 원인이 될 수 있습니다. 고장 모드를 식별하려면 PCB가 고장날 때까지 스트레스 테스트를 수행해야 합니다.

정전기 방전

정전기 방전(ESD)은 전자 회로에서 흔히 발생하는 문제입니다. 전자 부품의 잘못된 취급이나 과도한 전압 레벨로 인해 발생합니다. 대부분의 경우 이로 인한 손상은 잠재적이거나 치명적입니다. 이 문제로 인해 PCB가 부분적으로 또는 완전히 오작동할 수 있습니다.

정전기 방전을 감지하고 수리하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 이 중 일부는 눈에 보이고 제품 성능에 영향을 줄 수 있지만 다른 일부는 그렇지 않습니다. 첫 번째 방법은 장치를 검사하여 영향을 받는 구성 요소가 있는지 확인하는 것입니다. 경우에 따라 회로 기판에 미세한 구멍이 나타날 수 있습니다.

화학 물질 누출

PCB의 화학물질 누출은 많은 산업에서 문제가 될 수 있습니다. 미국은 1977년 PCB 생산을 금지했지만, 여전히 매우 낮은 수준으로 환경 내에서 발견되고 있습니다. 환경 순환은 주변 PCB의 주요 공급원이며 생태계를 통해 운반됩니다. 이러한 오염 물질은 낮은 수준이지만 인간과 환경에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.

PCB는 전자제품에 사용되는 것 외에도 1950년대부터 1970년대까지 학교 건물 건설에도 사용되었습니다. 많은 학교에서 PCB가 함유된 코크와 형광등을 사용했습니다. 이러한 제품의 문제점은 누출되어 다른 건축 자재와 토양을 오염시킨다는 것이었습니다. 이로 인해 광범위한 오염이 발생했고, 이것이 바로 사용이 금지된 이유입니다.

들어 올린 패드

납땜 중 과도한 열과 힘을 포함하여 여러 가지 원인으로 인해 패드가 들리는 현상이 발생합니다. 그 결과 납땜 조인트가 불만족스러워질 수 있습니다. 이러한 결함은 재납땜이 필요하며 단락 위험으로 이어질 수 있습니다. 패드가 들리는 다른 원인으로는 오염 물질 오염, 청소 불량 또는 플럭스 부족 등이 있습니다. 패드가 들리면 회로 기능 및 기판 외관에 영향을 줄 수 있습니다.

패드가 들리는 현상은 얇은 구리 층과 스루도금이 없는 기판에서 가장 자주 발생합니다. 리프팅의 근본 원인을 파악하는 것은 추가 손상을 방지하는 데 매우 중요합니다. 단면 회로 기판의 경우, 부적절한 웨이브 납땜으로 인해 문제가 발생하는 경우가 많습니다. PCB를 취급할 때 각별한 주의를 기울이고 부품을 다룰 때 과도한 힘을 가하지 않으면 리프트를 방지할 수 있습니다.

구성 요소 이동

부품 이동은 PCB 조립에서 발생하는 가장 일반적인 결함 중 하나입니다. 부품을 잘못 배치하는 등 여러 가지 요인으로 인해 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 방향이 올바르지 않은 방식으로 배치된 부품이 떠서 부품이 다시 정렬될 수 있습니다.

부품 이동의 원인은 부품과 패드 형상이 일치하지 않기 때문인 경우도 있습니다. 이로 인해 부품이 가장 가까운 열 덩어리 쪽으로 이동하게 됩니다. 다른 원인으로는 구부러진 리드, 부적절하게 배치된 부품 또는 산화가 있습니다. 다행히도 부품 이동에 대한 해결책은 여러 가지가 있습니다. 예를 들어 올바른 리플로우 프로파일을 준수하고, 리플로우되지 않은 어셈블리 공정에서 움직임을 줄이고, 적극적인 플럭스를 사용하면 부품 이동을 최소화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

납땜 볼 결함

솔더링 볼 결함은 SMT 조립 공정에서 흔히 발생합니다. 솔더 볼은 본질적으로 솔더 본체에서 분리되는 솔더 볼입니다. 이를 방지하려면 칩 마운터의 장착 압력을 정확한 설정으로 조정해야 합니다. 이렇게 하면 솔더 페이스트가 패드에서 압착되는 것을 방지하고 솔더 페이스트가 제대로 생성될 가능성을 높일 수 있습니다.

좋은 솔더 조인트는 깨끗하고 대칭이며 오목한 모양을 갖습니다. 반면에 불량 솔더 조인트는 크고 줄기가 길 수 있습니다. 또 다른 일반적인 결함은 조인트가 흐트러져 벗겨지거나 일그러지거나 고르지 않은 모양을 보이는 것입니다.

열화상 이미지

열화상 이미지는 품질 관리를 위한 강력한 도구로, PCB 및 부품 수리 속도를 높여줍니다. 열화상은 핫스팟을 식별하여 결함이 있는 부품이나 전력을 너무 많이 사용하는 영역을 찾아낼 수 있습니다. 이 정보는 설계자가 전력 소비를 줄이고 배터리 수명을 연장하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 열화상을 통해 열 관리가 제대로 되지 않아 더 많은 냉각, 더 큰 방열판 또는 재설계가 필요한 영역을 감지할 수 있습니다.

PCB 결함에 대한 열화상 이미징은 설계자와 엔지니어가 결함의 원인을 파악하는 데에도 도움이 될 수 있습니다. 테스트 보드가 품질 관리 테스트를 통과하지 못하면 열화상 카메라로 문제를 파악할 수 있습니다. 또한 보드의 서로 다른 두 영역 사이의 온도 차이를 보여줌으로써 두 영역이 어떻게 다른지 밝혀낼 수 있습니다.