Os defeitos mais comuns de PCB e as suas soluções

Existem muitos problemas com as placas de circuito impresso, mas alguns deles são menos óbvios do que outros. Estes problemas são designados por falhas de implementação e requerem conhecimentos especializados para serem diagnosticados. Por exemplo, as descargas electrostáticas, as fugas químicas, as almofadas levantadas e o deslocamento de componentes são todas causas possíveis de falha. Para identificar os modos de falha, uma placa de circuito impresso deve ser testada até falhar.

Descarga eletrostática

A descarga eletrostática (ESD) é um problema comum nos circuitos electrónicos. Resulta do manuseamento incorreto de componentes electrónicos ou de um nível de tensão excessivo. Em muitos casos, os danos resultantes são latentes ou catastróficos. Este problema pode provocar o mau funcionamento parcial ou total de uma placa de circuito impresso.

Existem várias formas de detetar e reparar descargas electrostáticas. Embora algumas delas sejam visíveis e afectem o desempenho do produto, outras não. O primeiro método consiste em inspecionar o dispositivo para determinar se algum componente foi afetado. Nalguns casos, aparecerá um buraco minúsculo na placa de circuitos.

Fuga de produtos químicos

As fugas químicas de PCBs podem ser um problema para muitas indústrias. Embora os Estados Unidos tenham proibido a produção de PCB em 1977, estes continuam a ser encontrados no ambiente em níveis muito baixos. O ciclo ambiental é a principal fonte de PCBs no ambiente e estes são transportados através dos ecossistemas. Embora estes contaminantes tenham níveis baixos, podem ter efeitos graves nos seres humanos e no ambiente.

Para além da sua utilização na eletrónica, os PCB foram também utilizados na construção de edifícios escolares durante as décadas de 1950 a 1970. Muitas escolas tinham calafetagem e lâmpadas fluorescentes contendo PCB. O problema com estes produtos era que tinham fugas, causando contaminação noutros materiais de construção e no solo. Este facto provocou uma contaminação generalizada, razão pela qual foram proibidos.

Almofadas levantadas

As almofadas levantadas são causadas por uma série de factores, incluindo o excesso de calor e de força durante a soldadura. O resultado pode ser uma junta de soldadura insatisfatória. Estes defeitos requerem uma nova soldadura e podem levar a riscos de curto-circuito. Outras causas de almofadas levantadas incluem contaminação por poluentes, limpeza deficiente ou fluxo insuficiente. As almofadas levantadas podem afetar o funcionamento dos circuitos e o aspeto da placa.

As almofadas levantadas ocorrem mais frequentemente em camadas finas de cobre e em placas que não possuem revestimento. Identificar a causa raiz de uma elevação é crucial para evitar danos adicionais. No caso de placas de circuito de face única, o problema é frequentemente o resultado de uma soldadura por onda incorrecta. A elevação pode ser prevenida com extremo cuidado ao manusear PCBs e evitando força excessiva ao manusear componentes.

Deslocação de componentes

A deslocação de componentes é um dos defeitos mais comuns encontrados na montagem de PCB. Pode ser causado por uma série de factores, incluindo a colocação incorrecta de componentes. Por exemplo, um componente colocado de uma forma que não esteja corretamente orientada pode flutuar, resultando num realinhamento do componente.

Nalguns casos, a causa do deslocamento do componente deve-se à falta de correspondência entre as peças e a geometria da almofada. Isto faz com que o componente se desloque em direção à massa térmica mais próxima. Outras causas incluem cabos dobrados, componentes colocados incorretamente ou oxidação. Felizmente, há uma série de soluções para o deslocamento de componentes. Por exemplo, a adesão ao perfil de refusão correto, a redução do movimento durante o processo de montagem sem refusão e a utilização de um fluxo agressivo podem ajudar a minimizar o movimento dos componentes.

Defeitos da esfera de soldadura

Os defeitos de bola de solda são comuns no processo de montagem SMT. São essencialmente bolas de solda que se separam do corpo principal da solda. Para os evitar, deve ajustar a pressão de montagem no montador de chips para uma definição precisa. Isto evitará que a pasta de solda seja espremida para fora da almofada e aumentará a hipótese de a pasta de solda ser gerada corretamente.

Uma boa junta de soldadura é limpa, simétrica e tem uma forma côncava. Por outro lado, uma má junta de solda pode ser grande e ter uma haste longa. Outro defeito comum são as juntas perturbadas, que terão um aspeto escamoso, distorcido ou irregular.

Imagem térmica

A imagem térmica é uma ferramenta poderosa para o controlo de qualidade, acelerando as reparações de PCB e componentes. Ao identificar pontos quentes, as imagens térmicas podem apontar componentes defeituosos ou áreas que estão a consumir demasiada energia. Esta informação pode ajudar os projectistas a reduzir o consumo de energia e a prolongar a vida útil da bateria. As imagens térmicas também podem detetar áreas que têm uma má gestão térmica, exigindo mais arrefecimento, dissipadores de calor maiores ou mesmo uma nova conceção.

As imagens térmicas para defeitos de PCB também podem ajudar os projectistas e engenheiros a determinar a causa dos defeitos. Quando uma placa de teste não passa nos testes de controlo de qualidade, uma câmara termográfica pode revelar os problemas. Também pode mostrar as diferenças de temperatura entre duas áreas diferentes de uma placa, revelando como as duas diferem.