De vanligaste PCB-defekterna och dess lösningar

Det finns många problem med kretskort, men vissa av dem är mindre uppenbara än andra. Dessa problem kallas implementeringsfel och kräver specialkunskaper för att diagnostiseras. Till exempel kan elektrostatisk urladdning, kemiskt läckage, upplyfta kontaktytor och komponentförskjutning vara möjliga orsaker till fel. För att identifiera felfunktionerna måste ett mönsterkort stresstestas tills det går sönder.

Elektrostatisk urladdning

Elektrostatisk urladdning (ESD) är ett vanligt problem i elektroniska kretsar. Det beror på felaktig hantering av elektroniska komponenter eller en för hög spänningsnivå. I många fall är den resulterande skadan latent eller katastrofal. Detta problem kan leda till att ett kretskort inte fungerar helt eller delvis.

Det finns flera sätt att upptäcka och åtgärda elektrostatiska urladdningar. Vissa av dessa är synliga och påverkar produktens prestanda, medan andra inte gör det. Den första metoden är att inspektera enheten för att avgöra om någon komponent är påverkad. I vissa fall uppstår ett litet hål på kretskortet.

Kemiskt läckage

Kemiskt läckage av PCB kan vara ett problem för många industrier. Även om USA förbjöd produktion av PCB 1977, finns de fortfarande i miljön på mycket låga nivåer. Miljöcykler är den primära källan till PCB i omgivningen, och de transporteras genom ekosystemen. Även om dessa föroreningar förekommer i låga halter kan de ha allvarliga effekter på människor och miljö.

Förutom i elektronik användes PCB även i skolbyggnader under 1950- till 1970-talen. Många skolor hade PCB-haltiga fogmassor och lysrörsarmaturer. Problemet med dessa produkter var att de läckte ut och orsakade föroreningar i andra byggnadsmaterial och i marken. Detta orsakade utbredd kontaminering, vilket är anledningen till att de förbjöds.

Upplyfta kuddar

Upplyfta lödpunkter kan bero på flera olika saker, t.ex. överdriven värme och kraft under lödningen. Resultatet kan bli en otillfredsställande lödfog. Dessa defekter kräver omlödning och kan leda till kortslutningsrisker. Andra orsaker till upplyfta lödpunkter kan vara föroreningar, dålig rengöring eller otillräckligt flussmedel. Upplyfta pads kan påverka kretsarnas funktion och kretskortets utseende.

Upplyfta elektroder förekommer oftast på tunna kopparskikt och kort som saknar genomgående plätering. Att identifiera grundorsaken till ett lyft är avgörande för att förhindra ytterligare skador. När det gäller enkelsidiga kretskort är problemet ofta resultatet av felaktig våglödning. Lyft kan förebyggas genom att vara extremt försiktig vid hantering av kretskort och undvika överdriven kraft vid hantering av komponenter.

Komponentförskjutning

Komponentförskjutning är en av de vanligaste defekterna som uppstår vid PCB-montering. Det kan orsakas av ett antal faktorer, inklusive felaktig placering av komponenter. Till exempel kan en komponent som är placerad på ett sätt som inte är korrekt orienterat flyta, vilket resulterar i en ny inriktning av komponenten.

I vissa fall beror komponentförskjutningen på att delarna inte är anpassade till dynans geometri. Detta gör att komponenten rör sig mot den värmemassa som ligger närmast. Andra orsaker kan vara böjda ledare, felaktigt placerade komponenter eller oxidation. Lyckligtvis finns det ett antal lösningar på problemet med komponentförskjutning. Till exempel kan man minimera komponentförflyttningen genom att följa rätt återflödesprofil, minska förflyttningen under den icke återflödade monteringsprocessen och använda ett aggressivt flussmedel.

Defekter i lödkulan

Defekter med lödkulor är vanliga i SMT-monteringsprocessen. Det rör sig i huvudsak om lödkulor som lossnar från huvuddelen av lodet. För att förhindra detta bör du justera monteringstrycket på chipmountern till en exakt inställning. Detta förhindrar att lödpastan pressas ut ur padsen och ökar chansen att lödpastan genereras på rätt sätt.

En bra lödfog är ren, symmetrisk och har en konkav form. Å andra sidan kan en dålig lödfog vara stor och ha en lång stjälk. En annan vanlig defekt är störda fogar, som har ett flagnande, förvrängt eller ojämnt utseende.

Termisk avbildning

Värmebilder är ett kraftfullt verktyg för kvalitetskontroll och påskyndar reparationer av kretskort och komponenter. Genom att identifiera heta punkter kan värmekameror peka ut felaktiga komponenter eller områden som förbrukar för mycket ström. Denna information kan hjälpa konstruktörerna att minska strömförbrukningen och förlänga batteritiden. Värmeavbildning kan också upptäcka områden med dålig värmehantering, vilket kräver mer kylning, större kylflänsar eller till och med ny design.

Termografi för PCB-defekter kan också hjälpa designers och ingenjörer att fastställa orsaken till defekter. När ett testkort inte klarar kvalitetskontrolltesterna kan en värmekamera avslöja problemen. Den kan också visa temperaturskillnaderna mellan två olika områden på ett mönsterkort, vilket avslöjar hur de två skiljer sig åt.