Noodprocedures voor toonaangevende PCB-defecten

Geen enkele ingenieur verwacht dat er defecten zullen optreden aan zijn/haar PCB's (Printed Circuit Boards). Sommige veelvoorkomende problemen met het ontwerp van PCB's worden echter nauwelijks ontdekt, soms vanwege milieuaspecten, onjuiste toepassingen van PCB's of zelfs pure ongelukken. Ingenieurs moeten dus voorkomen dat er ongelukken gebeuren met PCB's, maar het is belangrijker dat ze onmiddellijk maatregelen nemen wanneer ze met die problemen worden geconfronteerd.

Defect#1:Kortsluiting op PCB

PCB-kort is een van de meest voorkomende problemen die ertoe leiden dat printplaten falen en er zijn veel oorzaken voor. De oorzaken worden in volgorde van belangrijkheid besproken en noodoplossingen worden gegeven.

• Noodmaatregel#1. De belangrijkste oorzaak van kortsluiting op PCB ligt in een onjuist ontwerp van de pad. Om te voorkomen dat pad PCB's kort maakt, kan de vorm van pad worden ontworpen om ovaal te zijn in plaats van cirkel, zodat de afstand tussen punten kan worden vergroot en korte kan worden vermeden.

• Noodmaatregel #2. Door de verkeerde plaatsingsrichting van componenten kan PCB ook kortsluiting krijgen. Onder dergelijke omstandigheden moet de plaatsingsrichting van de componenten correct worden aangepast om te voorkomen dat er kortsluiting plaatsvindt.

• Noodmaatregel #3. Een andere oorzaak voor PCB-kortsluiting zijn verbogen pinnen op SMT-componenten (Surface Mount Technology). Om dit probleem effectief op te lossen, moet de soldeerverbinding 2 mm verwijderd zijn van het circuit.

• Andere oorzaken. Afgezien van de belangrijkste oorzaken voor kortsluiting van PCB's die hierboven zijn genoemd, kunnen sommige oorzaken nooit worden verwaarloosd, waaronder een te groot substraatgat, te lage soldeertemperatuur, slechte soldeerbaarheid van het bord, onwerkbaar soldeermasker, vervuiling van het bordoppervlak enz.

Defect #2:Donkere of deeltjesvormige soldeerverbindingen op PCB

• Noodmaatregel#1. Donkere of deeltjesvormige soldeerverbindingen op PCB's zijn meestal het gevolg van vervuild gesmolten tin en oxide veel deelname aan gesmolten tin, waardoor soldeerverbindingen veel bros worden.

• Noodmaatregel #2. Een andere oorzaak voor dit defect ligt in de soldeerpasta die wordt gebruikt bij de productie van PCBA's. Als soldeerpasta te veel onzuiverheden bevat, hebben soldeerverbindingen de neiging donker van kleur of deeltjesvormig te worden. In zo'n geval moet soldeerpasta worden aangepast of puur tin worden aangebracht.

Defect #3:Goudgele soldeerverbindingen op PCB

• Noodmaatregel. Over het algemeen werken normale soldeerverbindingen op PCB's in zilvergrijs. Als soldeerverbindingen op PCB goudgeel worden, is dit meestal het gevolg van een te hoge temperatuur. Om dit probleem op te lossen, moet de temperatuur in de oven worden verlaagd.

Defect #4:slecht presterende PCB

Wanneer een goed ontworpen PCB slecht presteert na fabricage, is dit meestal het gevolg van de omgeving.

• Noodmaatregel#1. De eerste milieuoorzaak voor het kapot gaan van het bord ligt in extreme temperaturen of onzekere temperatuurveranderingen. Trouwens, een hoge luchtvochtigheid of hoge trillingen kunnen er ook toe leiden dat het bord slecht presteert of zelfs faalt. Temperatuurverandering kan er bijvoorbeeld toe leiden dat PCB's worden vervormd, zodat soldeerverbindingen kunnen worden vernietigd.

• Noodmaatregel #2. Het vocht in de lucht leidt er misschien toe dat koper wordt geoxideerd of geërodeerd en dat de blootgestelde koperen lijnen, soldeerverbindingen, pad of componenten niet normaal kunnen werken.

• Noodmaatregel #3. Als de printplaat en componenten met zoveel stof zijn bedekt, wordt de luchtstroom en de koeling aangetast, waardoor de printplaat oververhit en beschadigd raakt.

Defect #5:Opent op PCB

• Noodmaatregel. Wanneer lijnen worden gesneden of soldeerpasta zich alleen op pad houdt in plaats van componentlijnen, zullen er mogelijk openingen plaatsvinden. Daarnaast kunnen er ook openingen ontstaan ​​tijdens het fabricage- of soldeerproces. De oorzaak van lijnbreuk ligt in plaatvervorming, vallen of mechanische vervorming. Evenzo kunnen chemische oorzaken of vochtigheid er ook toe leiden dat soldeer of metalen componenten worden afgesleten, wat ertoe kan leiden dat componentlijnen worden verbroken.

Defect #6:loszittende of verkeerde plaatsing van onderdelen

• Noodmaatregel. Tijdens het reflow-solderen kunnen kleine componenten op gesmolten soldeer drijven en totaal ver weg van de beoogde soldeerverbindingen. Loszittende of verkeerde plaatsing van componenten op PCB's is mogelijk het gevolg van onvoldoende ondersteuning van de printplaat, onjuiste soldeerinstelling voor reflow, soldeerpasta of bedieningsfouten.

Defect #7:Soldeerfouten

• Noodmaatregel#1. Externe interferentie kan ervoor zorgen dat soldeer in beweging blijft voordat het wordt gesodeerd, wat vergelijkbaar is met koudsolderen. Dit defect kan worden verholpen door opnieuw te verwarmen voor correctie en soldeerverbindingen moeten ver weg zijn van externe interferentie tijdens het afkoelen.

• Noodmaatregel #2. Koudsolderen is ook een leidend soldeerdefect dat meestal optreedt. Koud solderen gebeurt meestal wanneer soldeer niet correct wordt gesmolten, wat leidt tot ruwheid en een onbetrouwbare verbinding. Overtollig soldeer zorgt ervoor dat het niet volledig wordt gesmolten, wat ook een oorzaak is voor koud solderen. De noodmaatregel om dit defect te verhelpen is om de verbinding opnieuw op te warmen om overtollig soldeer te verwijderen.

• Noodmaatregel #3. Het derde defect dat wordt ontmoet bij het solderen is overbrugging, dat verwijst naar het feit dat soldeer samenkomt om twee lijnen met elkaar te verbinden. Overbrugging kan onverwachte verbindingen, kortsluitingen, defecte onderdelen of afbranden van de routering veroorzaken wanneer er hoge stroom doorheen stroomt.

• Noodmaatregel #4. Het vierde defect met betrekking tot het solderen in PCB's is onvoldoende bevochtigbaarheid van pinnen of leads, die het gevolg is van teveel of onvoldoende soldeer. Bovendien kan de pad hoger worden geplaatst als gevolg van oververhitting of ruw solderen.

Handige bronnen
• Betrouwbaarheidsvergelijking tussen lood- en loodvrije soldeerverbindingen
• Effectieve maatregelen voor kwaliteitscontrole op Ball Grid Array (BGA)-soldeerverbindingen
• Vergelijking tussen golfsolderen en reflow-solderen
• Vergelijking tussen loodsoldeer- en loodvrije soldeerproductieprocedure in PCBA