Wat zijn de meest voorkomende factoren die defecten aan printplaten veroorzaken?

Wat zijn de meest voorkomende factoren die defecten aan printplaten veroorzaken?

PCB printplaten kunnen om verschillende redenen defect raken. Dit zijn onder andere fabricagefouten, menselijke fouten en schendingen van de plating. Hoewel deze redenen niet volledig kunnen worden uitgesloten, kunnen ze worden aangepakt tijdens de ontwerpfase of tijdens de inspectie van de printplaat door de CM.

Menselijke fout

Gedrukte schakelingen (PCB's) zijn een integraal onderdeel van elk elektronicaproduct, dus begrijpen waarom ze defect raken is belangrijk. Veel storingen kunnen worden opgelost door ze opnieuw te bewerken, maar er zijn situaties waarin een nieuwe printplaatassemblage noodzakelijk is. Als u met een dergelijk probleem wordt geconfronteerd, kan samenwerking met een ervaren PCB-assemblagebedrijf de kans op een dure, mislukte reparatie verkleinen.

Het productieproces van printplaten is uiterst complex. Zelfs kleine fouten en vergissingen kunnen het eindproduct beïnvloeden. Naast menselijke fouten zijn andere veelvoorkomende factoren die het falen van printplaten veroorzaken onjuist solderen en onjuiste installatie van componenten. Daarnaast kan de omgeving de componenten beïnvloeden. Daarom moet de fabrieksomgeving schoon zijn om defecten te voorkomen.

Defecten aan printplaten kunnen ook worden veroorzaakt door fysieke schade. Dit kan het gevolg zijn van schokken of druk. Het apparaat kan bijvoorbeeld over een lange afstand zijn gevallen, tegen een voorwerp zijn gestoten of met onzorgvuldigheid uit elkaar zijn gehaald. Een defecte printplaat is mogelijk niet bestand tegen dit soort spanningen.

Productieproblemen

PCB printplaten kunnen om verschillende redenen defect raken, waaronder fabricageproblemen. Sommige problemen zijn eenvoudig op te sporen en te verhelpen, terwijl andere uitgebreide reparaties door de fabrikant vereisen. Enkele veel voorkomende oorzaken van PCB-defecten zijn slecht aangesloten soldeerverbindingen of verkeerd uitgelijnde pads. Daarnaast kunnen onjuist geplaatste componenten of sporen de prestaties van PCB's beïnvloeden en kan de aanwezigheid van corrosieve chemicaliën de componenten beschadigen.

Defecten aan printplaten kunnen ook optreden tijdens de assemblage. Verschillende factoren kunnen de kwaliteit van printplaten beïnvloeden, waaronder de vochtigheid en de temperatuur in de productieomgeving. Deze factoren moeten onder controle gehouden worden zodat de printplaten presteren zoals bedoeld. Een andere mogelijke oorzaak van PCB defecten is een menselijke fout. Sommige mensen verwijderen of buigen per ongeluk componenten, waardoor ze in een ongeschikte positie terechtkomen.

Een defect in het ontwerp van een PCB is de meest voorkomende oorzaak van een defecte printplaat. Verkeerde of defecte componenten kunnen kortsluiting, gekruiste signalen en andere problemen veroorzaken. Bovendien kunnen verkeerd geïnstalleerde componenten ertoe leiden dat de printplaat verkoold raakt. Andere veel voorkomende problemen bij de fabricage van PCB's zijn onvoldoende dikte van de printplaat, wat leidt tot buiging of delaminatie. Onjuiste isolatie kan ook een spanningsboog veroorzaken, waardoor de printplaat kan verbranden of kortsluiten. Slechte connectiviteit tussen lagen kan ook leiden tot slechte prestaties.

Verkeerd geplaatste soldeersels

Een PCB printplaat kan om vele redenen defect raken. Een van deze factoren is verkeerd geplaatste soldeer, wat kan leiden tot kortsluiting of andere problemen. Een andere veel voorkomende oorzaak is een bekraste laminering. Hierdoor kunnen verbindingen onder de laminering bloot komen te liggen.

Tijdens het productieproces kunnen PCB-componenten door twee factoren verkeerd geplaatst worden. Ten eerste is het mogelijk dat de componententoevoer niet correct geplaatst is, of niet op de juiste rol past. Ten tweede kan de footprint van de printplaat niet dezelfde grootte hebben, waardoor een component die groter is dan hij zou moeten zijn, waarschijnlijk zal falen.

Een andere veel voorkomende factor die defecten aan printplaten veroorzaakt, is verkeerd solderen. Bij het solderen kunnen soldeerresten het paneel beschadigen. Hierdoor kunnen printplaten geleidende anodische filamenten (CAF's) ontwikkelen, dit zijn metalen filamenten die zich vormen op het blootgestelde oppervlak. Dit probleem kan ook worden veroorzaakt door een slechte glas-harsverbinding of schade door het boren van de printplaat. Bovendien verzwakken thermische uitzettingsverschillen de verbinding na het solderen. Dit kan resulteren in een defecte verbinding.

Schendingen in de plating

Onvolkomenheden in het platingproces zijn een van de meest voorkomende redenen voor het falen van printplaten. Deze onvolkomenheden in het coatingproces kunnen interfereren met andere procesmaterialen, de uitharding van de coating belemmeren en corrosieve residuen op de PCB's veroorzaken. Deze corrosieve resten kunnen leiden tot printplaatdefecten en onregelmatig gedrag. De beste manier om dit probleem te voorkomen is om de ontwerpspecificaties te volgen. Ook kan het gebruik van een conformal coating voorkomen dat de printplaten tijdens bedrijf vervuild raken.

Een PCB printplaat kan zeer kritisch zijn voor de integriteit van uw elektronica, maar het is ook gemakkelijk om deze printplaat over het hoofd te zien tijdens de assemblage. Defecte printplaten kunnen worden veroorzaakt door verschillende factoren, waaronder defecte onderdelen of productiefouten. Beschadigingen in de plating kunnen de duurzaamheid en betrouwbaarheid van de printplaat beïnvloeden en zelfs de veiligheid van gevoelige apparatuur in gevaar brengen.

Schendingen in het platingproces kunnen er ook voor zorgen dat een PCB niet goed werkt door slechte elektrische geleiding. Als gevolg hiervan kan de PCB falen tijdens testen of inspecties. In sommige gevallen kan de printplaat zelfs onbruikbaar worden door het verkeerd schoonmaken en boren van gaten.

PCB-ontwerpstrategieën voor parallelle microstroken op basis van simulatieresultaten

PCB-ontwerpstrategieën voor parallelle microstroken op basis van simulatieresultaten

In dit artikel worden verschillende PCB-ontwerpstrategieën voor parallelle microstriplijnen gepresenteerd. De eerste behandelt diëlektrische constante, verlies tangens en Coplanaire microstrip routing. De tweede bespreekt toepassingsspecifieke PCB ontwerpregels.

Diëlektrische constante

De diëlektrische constante van parallelle microstrooklijnen kan worden berekend door een reeks differentiaalvergelijkingen op te lossen. De diëlektrische constante h varieert als functie van de hoogte en breedte van het substraat. De diëlektrische constante is een belangrijke eigenschap van dunne films, dus het is belangrijk om een nauwkeurige waarde voor de diëlektrische constante te verkrijgen.

Een simulatie kan worden gebruikt om de diëlektrische constante te berekenen. De simulatieresultaten kunnen vergeleken worden met experimentele metingen. Deze resultaten zijn echter niet perfect. Onnauwkeurigheden kunnen leiden tot onnauwkeurige Dk-waarden. Dit resulteert in een lagere impedantie en een lagere transmissiesnelheid. Bovendien is de transmissievertraging voor een korte lijn langer dan voor lange lijnen.

Parallelle microstriplijnen worden gekenmerkt door een diëlektrisch substraat met een relatieve diëlektrische constante van 2,2 en een overeenkomstig diëlektrisch verlies van 0,0009. Een microstriplijn bevat twee parallelle microstriplijnen met een koppellijn. De binnenzijde van de microstriplijn wordt belast met een CSRR-structuur. De SRR brengt het elektrische veld over naar de vier zijden van de microstriplijn door middel van de koppellijn.

Raaklijn van het verlies

Om de verlies-tangens van parallelle microstroken te berekenen, gebruiken we een computersimulatiemodel. We gebruiken de verlies-tangens voor een 30 mm lange striplijn. Vervolgens gebruiken we de lengte van de extra striplijn om te voldoen aan de connectorafstand. Dit resulteert in een verlies-tangens van 0,0007 graden.

De simulatieresultaten waren zeer nauwkeurig en kwamen goed overeen met de experimentele resultaten. De simulatieresultaten gaven aan dat de verlies-tangens van een parallelle microstriplijn tussen 0,05 mm ligt. Dit resultaat werd geverifieerd door verdere berekeningen. De verlies-tangens is een schatting van de energie die door de strip wordt geabsorbeerd. Deze is afhankelijk van de resonantiefrequentie.

Met behulp van dit model kunnen we de resonantiefrequentie, de verlies-tangens en de shuntfrequentie berekenen. We kunnen ook de kritische dekhoogte van een microstrip bepalen. Dit is een waarde die de invloed van de bekledingshoogte op de lijnparameters minimaliseert. De berekende uitvoerparameters staan vermeld in het hoofdstuk Lijntypen van de handleiding. Het programma is zeer eenvoudig te gebruiken, zodat je invoerparameters snel en nauwkeurig kunt aanpassen. Het heeft cursorbesturingselementen, sneltoetsen en sneltoetsen om u te helpen bij het wijzigen van de parameters van het simulatiemodel.

Coplanaire microstriproutering

Coplanaire microstriproutering kan worden uitgevoerd met behulp van een computersimulatieprogramma. De simulatie kan gebruikt worden om een ontwerp te optimaliseren of om fouten op te sporen. Een simulatie kan bijvoorbeeld bepalen of er een soldeermasker aanwezig was of niet. Het kan ook het effect van etchback laten zien, dat de koppeling tussen coplanaire sporen en de massaplaat vermindert en de impedantie verhoogt.

Om de juiste coplanaire microstriproutering te maken, moet eerst de karakteristieke impedantie tussen de coplanaire golfgeleider en massa worden berekend. Dit kan gedaan worden met een actieve calculator of met behulp van de vergelijkingen onderaan de pagina. Het Transmission Line Design Handbook beveelt een spoorbreedte aan van "a" plus het aantal openingen, "b". De massa aan de componentzijde moet breder zijn dan b om de effecten van EMI te vermijden.

Om nauwkeurige simulatieresultaten te krijgen, moet je een goede coplanaire golfgeleiderekenmachine gebruiken. De beste calculators bevatten een coplanaire golfgeleider die rekening houdt met dispersie. Deze factor bepaalt het verlies en de snelheid van verschillende frequenties. Verder moet men rekening houden met de ruwheid van het koper, die bijdraagt aan de impedantie van de interconnectie. De beste calculator houdt met al deze factoren tegelijk rekening.

Toepassingsspecifieke ontwerpregels voor PCB-sporen

Het elektrische veldpatroon op een PCB kan worden ontworpen op meerdere lagen, enkelvoudig, dubbel of meerlagig. Dit type PCB-ontwerp wordt steeds gebruikelijker, vooral voor SoC-toepassingen. In dit ontwerp wordt het signaalspoor op de binnenste lagen van de printplaat geleid. Het signaalspoor wordt ondersteund door massaplaten om de karakteristieke impedantie te minimaliseren.

De gesimuleerde microstriplijnen zijn ontworpen met verschillende cut-out breedtes. De referentie 50 O microstrip heeft geen cut-out compensatie, terwijl de andere twee een discontinuïteit hebben. De in breedte variërende scheidingslijn wordt gebruikt voor impedantiecompensatie en de scheidingslijnbreedte wordt gevarieerd door lineaire parametrische analyse. De uitsnijdbreedte is 0,674 tot 2,022 mm met een precisie van 0,1685 mm.

De hoge integratievereisten van parallelle microstriplijnen gaan vaak gepaard met overspraak. Om dit probleem te bestrijden, hebben onderzoekers technieken onderzocht om overspraak te minimaliseren. Ze hebben de vormingsprincipes van overspraak bestudeerd en factoren geïdentificeerd die dit beïnvloeden. Een van de meest effectieve methoden is het vergroten van de afstand tussen transmissielijnen. Deze methode gebruikt echter beperkte bedradingsruimte en is niet compatibel met de richting van integratie.

Hoge Tg printplaat en zijn toepassingen

Hoge Tg printplaat en zijn toepassingen

Printplaten met een hoge Tg hebben een aantal toepassingen in de ruimtevaart. Straalmotoren produceren bijvoorbeeld duizenden microtrillingen per minuut en vereisen hoge Tg-capaciteiten. Ook moeten vliegtuigen werken bij temperaturen van -45°C tot 85°C. In dergelijke omgevingen moeten PCB's met een hoge Tg-waarde vochtvrij zijn en bestand zijn tegen een breed temperatuurbereik.

TG170

TG170 hoge-tg PCB is een hoge-temperatuur-grade, hoge-weerstand printplaat die kan worden vervaardigd op twee verschillende manieren, met behulp van verschillende materialen. De eigenschappen zijn afhankelijk van de specifieke kenmerken van uw ontwerp. Deze hoge-tg printplaat is geschikt voor verschillende elektronische toepassingen, waaronder digitale apparaten, medische apparatuur en RF-circuits.

PCB's met een hoog TG-gehalte worden veel gebruikt in de auto-industrie en in meet- en stroomapparatuur. Ze worden ook gebruikt in apparatuur voor warmtekrachtkoppeling op zonne-energie en in stroomomvormers. Ze worden ook gebruikt in de auto-elektronica-industrie, waaronder navigatie, telematica en audio-videoapparatuur.

Een andere toepassing van de TG170 hoge-tg printplaat is in motorbedieningen, waar hoge temperaturen een probleem zijn. Hoge rotatiesnelheden en lange bedrijfsuren kunnen leiden tot hoge temperaturen. In dergelijke omstandigheden is tg170 hoge-tg PCB bestand tegen hoge temperaturen en helpt het PCB-defecten te verminderen.

PCB's met een hoge TG-waarde zijn minder gevoelig voor hitte, vochtigheid en chemische corrosie, waardoor ze betrouwbaarder zijn voor elektronicatoepassingen. Bovendien zijn ze beter geschikt voor loodvrije tinspuitprocessen. Aangezien de Tg een cruciale factor is voor de mechanische stabiliteit van een PCB, is het belangrijk om er rekening mee te houden in het ontwerpproces. PCB's met een hoge Tg moeten worden ontworpen met geschikte materialen die bestand zijn tegen een omgeving met hoge temperaturen.

TG170 hoge-tg PCB is de ideale keuze voor high-performance elektronica. Deze printplaten zijn een geweldige optie voor high-end fabrikanten. Ze kunnen worden gebruikt in een groot aantal toepassingen en zijn verkrijgbaar in een groot aantal materialen en afwerkingen.

High-TG PCB's worden gebruikt in industriële toepassingen waar hoge temperaturen, elektrische en chemische omgevingen een vereiste zijn. Ze worden gebruikt in persen met een hoog vermogen, boormachines, stroomomvormers, zonne-energieapparatuur en antennes met een hoog verwerkingsvermogen. PCB's voor hoge temperaturen kunnen worden gemaakt van verschillende materialen, zoals glas, papier of keramiek.

Hoge temperatuur printplaten zijn vereist volgens de RoHS-norm en worden vaak gebruikt in elektronica. PCB's met een hoge temperatuur zijn ideaal voor RoHS-toepassingen omdat ze loodvrij solderen kunnen ondersteunen. Ze verbeteren ook de stabiliteit van printplaten bij gematigde bedrijfstemperaturen. Bovendien zijn hoge-temperatuur printplaten goedkoper.

TG170 FR-4

Bij het ontwerp van printplaten is temperatuur een van de belangrijkste overwegingen. Als de temperatuur van de printplaat toeneemt, zet het materiaal uit en veranderen de eigenschappen. Daarom wordt aanbevolen om TG170 FR-4 PCB te gebruiken voor systemen die niet worden blootgesteld aan temperaturen boven 170 graden Celsius.

Hoge temperaturen kunnen FR4-materialen aantasten en zijn schadelijk voor printplaten. Hoge temperaturen kunnen bijvoorbeeld de crosslinking beïnvloeden, wat cruciaal is voor FR4-materialen. Hoge temperaturen kunnen ook van invloed zijn op de segmentmobiliteit en er zelfs voor zorgen dat het materiaal overgaat in vloeibare toestand.

Een goede documentatie van het stapelplan is essentieel voor een succesvolle printplaatfabricage met hoge TG. De printplaatfabrikant kan u helpen de beste lay-out voor uw circuits te ontwikkelen door de nodige specificaties te leveren. Afhankelijk van uw behoeften kunt u kiezen voor FR-4, Rodgers of Nelco materialen. U kunt ook hoogfrequente signalen naar de binnenlagen leiden om ze te helpen isoleren van externe straling.

Hoogwaardige materialen hebben een langere levensduur en verbeteren de prestaties. Daarom moet u op zoek gaan naar PCB's met kwaliteitscertificeringen. Belangrijke kwaliteitscertificeringen zijn RoHS, ANSI/AHRI, ISO en CE.

PCB's vervaardigd met TG170 FR-4 hoog-TG materiaal zijn populair in vele industrieën. De hogere Tg-waarde van het materiaal verbetert de vocht-, hitte- en chemische weerstand en de stabiliteit van de printplaat. Deze eigenschappen maken hoge-TG PCB's ideaal voor circuits met hoge temperaturen.

De eigenschappen van TG170 FR-4 hoge-TG PCB zijn afhankelijk van het type basismateriaal. Er kunnen verschillende gewichten koper gebruikt worden bij het maken van een hoge-TG PCB. Daarom moeten verschillende lagen apart gelabeld worden. Deze lagen worden gescheiden op basis van hun gewicht en dikte. Dit proces helpt bij het bepalen van de juiste dikte van high-TG PCB.

Materialen met een hoge TG worden vaak gebruikt in toepassingen voor de auto-industrie. Dit komt omdat ze hogere temperaturen en hogere stromen aankunnen. Een printplaat moet echter voldoen aan het temperatuurbereik (TUV) dat in de specificaties staat.

 

Wat is het verschil tussen PCB en PCBA?

Wat is het verschil tussen PCB en PCBA?

Er zijn een aantal verschillen tussen PCB en PCBA, en het is belangrijk om te begrijpen wat ze allemaal betekenen voor je product. De verschillen zijn niet beperkt tot materialen, maar kunnen ook betrekking hebben op de plaatsing van componenten, solderen en diverse inspecties. Printplaten kunnen ook stijf of flexibel zijn.

Printplaat

Een printplaat is een medium dat elektronische componenten op een gecontroleerde manier met elkaar verbindt. Deze printplaten zijn een veelgebruikt materiaal in de elektronica en elektrotechniek. Ze worden ook wel printplaten genoemd. Printplaten worden gebruikt in van alles en nog wat, van mobiele telefoons tot tv-toestellen.

De PCB is een zeer veelzijdig product en kan worden aangepast aan verschillende elektronische apparaten. Ze worden ook gebruikt in medische apparatuur, verlichting en auto-onderdelen. In feite zijn ze te vinden in bijna alle industriële machines. Ze worden ook gebruikt om de onderhouds- en inspectiekosten van elektronische apparatuur te verlagen.

Het constructieproces van een printplaat begint met een basismateriaal dat het PCB-substraat wordt genoemd. Vervolgens wordt de printplaat bedekt met koperfolie. De koperfolie is een laag die koperen sporen bevat. Deze sporen worden op hun plaats gehouden door soldeer.

Vóór de komst van printplaatassemblages (PCBA) werden componenten verpakt door draden aan de componenten te bevestigen en ze op een stijf substraat te monteren. Vroeger was dit materiaal gemaakt van bakeliet, een materiaal dat de toplaag van multiplex verving. Vervolgens werd er handmatig gesoldeerd op metalen componenten om geleidende paden te creëren. Dit proces was echter tijdrovend, bestond uit veel verbindingen en draden en was gevoelig voor kortsluiting.

Printed circuit board en pcb-a zijn twee soorten PCBA. Elk type heeft zijn eigen gebruik en voordelen. In combinatie vormen ze een complexe elektronische assemblage.

Assemblage van printplaten

De assemblage van printplaten is een meerstappenproces dat begint met het ontwerp van een printplaat. Dit ontwerp wordt vervolgens afgedrukt op een met koper bekleed laminaat. Vervolgens wordt het blootliggende koper geëtst, waardoor een patroon van circuitlijnen ontstaat. De gaten worden vervolgens geboord en de elektronische componenten worden in deze gaten geplaatst. Dit proces is kritisch omdat elk gat de perfecte afmetingen moet hebben en perfect uitgelijnd moet zijn voor de componenten op de printplaat.

De assemblage van printplaten is een zeer technisch proces dat expertise en veiligheidsmaatregelen vereist. Het eindproduct moet foutloos zijn en een metalen lipje bevatten om de elektronica te beschermen tegen beschadiging tijdens het assemblageproces. Printplaatassemblage bestaat al tientallen jaren en is nog steeds een van de populairste methoden om elektronische producten te maken. Het kan worden gebruikt op zowel enkel- als dubbelgelaagde printplaten. Nieuwe technologieën, zoals soldeerloze technologie, maken het veiliger en eenvoudiger om te assembleren en verminderen de grootte en het gewicht van printplaten.

Let er bij het kiezen van de juiste assemblagetechnologie voor je project op dat je de juiste kiest voor wat je nodig hebt. Je kunt kiezen uit een aantal methoden, zoals handmatig solderen, pick-and-place-machines en surface mount-technologie. Voor veel printplaten is slechts één soort technologie nodig, maar voor andere zijn meerdere soorten nodig.

Ontwerp van printplaten

Een printplaat (PCB) is een gedrukte schakeling die elektronische componenten bevat. Het bestaat meestal uit een koperlaag, een substraat en een zeefdruk. Voor de komst van PCB's werden circuits vaak gebouwd door componenten met elkaar te verbinden door middel van draden. Deze draden werden dan aan de componentdraden gesoldeerd om geleidende paden te vormen. Deze methode was echter traag, moeilijk te fabriceren en moeilijk te debuggen.

Het ontwerp van printplaten begint met de initiële lay-out van het circuit. Na het definiëren van de vorm van de printplaat en het importeren van componentgegevens uit het schema, is de volgende stap de fysieke lay-out van de printplaat. Om te beginnen moeten er component footprints worden geplaatst binnen de omtrek van de printplaat in het CAD-systeem. Deze footprints geven netverbindingen weer als ghost lines, zodat gebruikers kunnen zien met welke onderdelen ze verbonden zijn. Het is belangrijk om onderdelen op de juiste manier te plaatsen voor maximale prestaties. Hierbij moet rekening worden gehouden met connectiviteit, ruis en fysieke obstakels, zoals kabels en montagehardware.

Nadat het ontwerp is goedgekeurd, is de volgende stap de selectie van de materialen en componenten voor de printplaat. Deze stap is de meest tijdrovende en kostbare van het hele proces, maar is cruciaal voor het succes van het eindproduct. Het ontwerpproces van een printplaat begint met het bepalen van de belangrijkste componenten en het bepalen welke laminaatmaterialen het meest geschikt zijn voor een bepaald ontwerp.