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學習PCB的8大經典問題

發布時間: 2020/7/24 13:54:24

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    在PCB闆的設計和制作過程中,工程師不僅需要防止PCB闆在制造加工時出現意外,還需要避免設計失誤的問題出現。本文就三種常見的PCB問題進行彙總和分析,希望能夠對大家的設計和制作工作帶來一定的幫助。


    Q:問題一:PCB闆短路


    A:這一問題是會直接造成PCB闆無法工作的常見故障之一,而造成這種問題的原因有很多,下面我們逐一進行分析。


    造成PCB短路的最大原因,是焊墊設計不當,此時可以将圓形焊墊改為橢圓形,加大點與點之間的距離,防止短路。


    PCB零件方向的設計不适當,也同樣會造成闆子短路,無法工作。如SOIC的腳如果與錫波平行,便容易引起短路事故,此時可以适當修改零件方向,使其與錫波垂直。


    還有一種可能性也會造成PCB的短路故障,那就是自動插件彎腳。由于IPC規定線腳的長度在2mm以下及擔心彎腳角度太大時零件會掉,故易因此而造成短路,需将焊點離開線路2mm以上。


    除了上面提及的三種原因之外,還有一些原因也會導緻PCB闆的短路故障,例如基闆孔太大、錫爐溫度太低、闆面可焊性不佳、阻焊膜失效、闆面污染等,都是比較常見的故障原因,工程師可以對比以上原因和發生故障的情況逐一進行排除和檢查。


    Q:問題二:PCB闆上出現暗色及粒狀的接點


    A:PCB闆上出現暗色或者是成小粒狀的接點問題,多半是因于焊錫被污染及溶錫中混入的氧化物過多,形成焊點結構太脆。須注意勿與使用含錫成份低的焊錫造成的暗色混淆。


    而造成這一問題出現的另一個原因,是加工制造過程中所使用的焊錫本身成份産生變化,雜質含量過多,需加純錫或更換焊錫。斑痕玻璃起纖維積層物理變化,如層與層之間發生分離現象。但這種情形并非焊點不良。原因是基闆受熱過高,需降低預熱及焊錫溫度或增加基闆行進速度。


    Q:問題三:PCB焊點變成金黃色


    A:一般情況下PCB闆的焊錫呈現的是銀灰色,但偶爾也有金黃色的焊點出現。造成這一問題的主要原因是溫度過高,此時隻需要調低錫爐溫度即可。


    Q:問題四:闆子的不良也受環境的影響


    A:由于PCB本身的構造原因,當處于不利環境下,很容易造成PCB闆的損害。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緻闆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闆子的形變。因此将會破壞焊點,彎曲闆子形狀,或者還将可能引起闆子上的銅迹線斷路。


    另一方面,空氣中的水分會導緻金屬表面氧化,腐蝕和生鏽,如暴露的在外的銅迹線,焊點,焊盤以及元器件引線。在部件和電路闆表面堆積污垢,灰塵或碎屑還會減少部件的空氣流動和冷卻,導緻PCB過熱和性能降級。振動,跌落,擊打或彎曲PCB會使其變形并導緻出席那裂痕,而大電流或過電壓則會導緻PCB闆被擊穿或者導緻元器件和通路的迅速老化。


    Q:問題五:PCB開路


    A:當迹線斷裂時,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産過程中或焊接過程中以及其他操作過程中。振動或拉伸電路闆,跌落它們或其他機械形變因素都會破壞迹線或焊點。同樣,化學或濕氣會導緻焊料或金屬部件磨損,從而導緻組件引線斷裂。


    Q:問題六:元器件的松動或錯位


    A: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标焊點。移位或傾斜的可能原因包括由于電路闆支撐不足,回流爐設置,焊膏問題,人為錯誤等引起焊接PCB闆上元器件的振動或彈跳。


    Q:問題七:焊接問題


    A:以下是由于不良的焊接做法而引起的一些問題:


    受幹擾的焊點:由于外界擾動導緻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幹擾。


    冷焊:這種情況發生在焊料不能正确熔化時,導緻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餘的焊料。


    焊錫橋:當焊錫交叉并将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,可能會導緻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擡高的焊盤。


    Q:問題八:人為失誤


    A: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,錯誤的生産工藝,元器件的錯誤放置以及不專業的生産制造規範是導緻多達64%可避免的産品缺陷出現。由于以下幾點,導緻缺陷的可能性随着電路複雜性和生産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産出來的PCB闆子是沒有缺陷問題,但就是有那麼幾種設計和生産的過程的難題造成了PCB闆問題不斷。


    典型的問題和結果包括如下幾點:焊接不良會導緻短路,開路,冷焊點等情況;闆層的錯位會導緻接觸不良和整體性能不佳;銅迹線絕緣不佳會導緻迹線與迹線之間出現電弧;将銅迹線與通路之間靠的太緊,很容易出現短路的風險;電路闆的厚度不足會導彎曲和斷裂。

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