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電子工程師吐血總結:如何快速發現和解決PCB中問題
2019.4.23

文章来源:由「百度新聞」平台非商業用途取用"https://www.eeboard.com/news/pcb-15"

常見的PCB制造問題以及如何解決這些問題。PCB(PrintedCricuitBoard)生產涉及一系列復雜精密的制造過程,隨著電路板集成度更高,更復雜,其制造過程對生產人員來說越來越具有挑戰性,并且出現缺陷和失敗的幾率也隨之增大。不管什麼原因,對于面向個人使用還是商業應用,PCB的缺陷都會引起嚴重的不良后果,比如,重要醫療設備中的電路板故障可能會危及生命,而智能手機或汽車電子的問題會干擾用戶的活動。本文將討論在PCB制造過程中,一些主要問題點。人為失誤PCB制造中出現缺陷大部分是有人為失誤造成的,大多數情況下,錯誤的生產工藝,元器件的錯誤放置以及不專業的生產制造規范是導致多達64%可避免的產品缺陷出現。由于以下幾點,導致缺陷的可能性隨著電路復雜性和生產工藝數量而增加的原因:密集封裝的組件多重電路層精細的走線表面焊接組件電源和接地面盡管每個制造者或組裝者都希望生產出來的PCB板子是沒有缺陷問題,但就是有那么幾種設計和生產的過程的難題造成了PCB板問題不斷。典型的問題和結果包括如下幾點:、焊接不良會導致短路,開路,冷焊點等情況板層的錯位會導致接觸不良和整體性能不佳銅跡線絕緣不佳會導致跡線與跡線之間出現電弧將銅跡線與通路之間靠的太緊,很容易出現短路的風險電路板的厚度不足會導彎曲和斷裂板子的不良也受環境的影響由于PCB本身的構造原因,當處于不利環境下,很容易造成PCB板的損害。極端溫度或者溫度變化不定,濕度過大、高強度的振動等其他條件都是導致板子性能降低甚至報廢的因素。比如說,環境溫度的變化會引起板子的形變。因此將會破壞焊點,彎曲板子形狀,或者還將可能引起板子上的銅跡線斷路。另一方面,空氣中的水分會導致金屬表面氧化,腐蝕和生銹,如暴露的在外的銅跡線,焊點,焊盤以及元器件引線。在部件和電路板表面堆積污垢,灰塵或碎屑還會減少部件的空氣流動和冷卻,導致PCB過熱和性能降級。最后,振動,跌落,擊打或彎曲PCB會使其變形并導致出席那裂痕,而大電流或過電壓則會導致PCB板被擊穿或者導致元器件和通路的迅速老化。PCB常見缺陷有哪些?PCB中的缺陷包括元件引腳之間的焊橋或不同的焊點,銅線之間的短路,開路,元件移位等等。大多數情況下,制造商在將產品推向市場之前會進行大量測試。但是,有些缺陷可能會被忽視,只有板子在被用戶真正使用后缺陷才會凸顯出來。此外,由于環境和制造商無法控制的其他條件,現場會出現一些缺陷。此外,一些缺陷是因為發生在超出制造者可控環境或其他條件范圍之外。短路在生產階段發生短路的類型是不盡相同的,而其他情況短路的發生,則在焊接或回流焊的過程中,常見的短路包括:當銅跡線之間空間或者間距很小時,會發生短路未做修剪的元器件引線會引起短路空中漂浮可導短細線會造成銅跡線之間短路焊橋組件故障:有缺陷的組件通常將其輸入或輸出短路至電源或地。開路當跡線斷裂時,或者焊料僅在焊盤上而不在元件引線上時,會發生開路。在這種情況下,元件和PCB之間沒有粘連或連接。就像短路一樣,這些也可能發生在生產過程中或焊接過程中以及其他操作過程中。振動或拉伸電路板,跌落它們或其他機械形變因素都會破壞跡線或焊點。同樣,化學或濕氣會導致焊料或金屬部件磨損,從而導致組件引線斷裂。元器件的松動或錯位在回流焊過程中,小部件可能浮在熔融焊料上并最終脫離目標焊點。移位或傾斜的可能原因包括由于電路板支撐不足,回流爐設置,焊膏問題,人為錯誤等引起焊接PCB板上元器件的振動或彈跳。焊接問題以下是由于不良的焊接做法而引起的一些問題:受干擾的焊點:由于外界擾動導致焊料在凝固之前移動。這與冷焊點類似,但原因不同,可以通過重新加熱進行矯正,并保證焊點在冷卻時而不受外界干擾。冷焊:這種情況發生在焊料不能正確熔化時,導致表面粗糙和連接不可靠。由于過量的焊料阻止了完全熔化,冷焊點也可能發生。補救措施是重新加熱接頭并去除多余的焊料。焊錫橋:當焊錫交叉并將兩條引線物理連接在一起時會發生這種情況。這些有可能形成意想不到的連接和短路,可能會導致組件燒毀或在電流過高時燒斷走線。焊盤,引腳或引線潤濕不足。太多或太少的焊料。由于過熱或粗糙焊接而被抬高的焊盤。故障定位和維修技術一旦出現問題跡象,下一步就是追蹤和確定位置。這需要遵循邏輯路徑,直到有可能查明缺陷。確定故障位置的不同方式包括無需為電路板供電的目視檢查,以及使用測試設備的物理檢查。測試技術依賴于高端測試設備或使用基本工具,如萬用表等在有電或無電板上。?雖然在具有較大跡線的簡單單面板上很容易識別可見的缺陷或問題,但對復雜的多層板進行故障排除往往是一項挑戰。難易程度取決于電路板的類型,層數,跡線間距,元件數量,電路板尺寸和其他因素。盡管更復雜的電路板通常需要特殊的測試設備,但萬用表,熱像儀,放大鏡和示波器等基本工具可以識別大部分問題。高端測試設備結合了包括微電壓和其他非接觸式電流跟蹤技術在內的多種測量方法,能夠準確快速地識別負載和裸PCB中的短路。這些設備中的一些使用電流注入和現場感應來識別確切的位置,而無需為電路板供電或移除組件。但是,高成本可能超出許多設計師的范圍。諾信檢測設備典型的設備包括自動飛行探測儀器,如雙面機器人測試儀Takaya9600和AcculogicFLS980。還有自動光學檢測(AOI)機器,例如諾信YESTECHFX-942。AOI采用高分辨率相機來檢查各種缺陷,包括短路,開路,缺失,不正確或未對齊的元器件。文章分頁:12

關鍵字標籤:Flex PCB

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