Eine Sammlung von häufigen PCB-Problemen
Selbst erfahrene Ingenieure oder professionelle PCBA-Hersteller kommen nicht umhin, sich mit PCB-Fehlern auseinanderzusetzen. Das Auftreten dieser Probleme führt zu zahlreichen irreversiblen nachteiligen Folgen, wie z. B.: Verzögerung der Lieferzeit, Schädigung des Rufs des Herstellers, zusätzliche Zeit- und Geldkosten, usw. In diesem Artikel wird FS Technology eine umfassende Liste von Häufige PCB-Problemeund hoffen, mit diesem Artikel einen positiven Einfluss auf Ihr Projekt zu haben.
Welche Faktoren sind für das Versagen von Leiterplatten verantwortlich?
Da es sich um ein wichtiges und empfindliches elektronisches Bauteil handelt, kann jeder kleine Fehler zu einer Fehlfunktion der Leiterplatte führen. Als professionelles Unternehmen für schlüsselfertige PCBAs kontrolliert FS Technology strikt jedes Glied in der Entwicklung, Fertigung und Montage, um sicherzustellen, dass keine banalen Fehler auftreten. Im Folgenden finden Sie die Klassifizierung von PCB-Fehlern durch FS Technology:
Häufige PCB-Fertigungsdefekte
Mit der zunehmenden Anzahl von Schichten und Strukturen wird die Herstellung von Leiterplatten immer schwieriger, und die Hersteller müssen mehr Schritte unternehmen, um die Konstruktion von Mehrschichtige PCBs. Bei dieser Reihe von Prozessen ist die Wahrscheinlichkeit der Herstellung von PCB Fehler sind in die Höhe geschnellt auf eine Kombination von Faktoren zurückzuführen, darunter:
PCB Kurzschluss Problem
PCB Kurzschluss ist einer der häufigsten Fehler und wird in der Regel mit einem offenen Stromkreis verwechselt. FS Technology gibt Ihnen hier die Definition und den Unterschied zwischen den beiden. Ein offener Stromkreis bezieht sich auf die Unterbrechung der angeschlossenen Leitung aufgrund einer Unterbrechung in der Mitte der Leitung. Ein Kurzschluss liegt vor, wenn überschüssiges Kupfer oder andere Verunreinigungen zwischen Leitungen auftreten, die eigentlich einen Abstand haben sollten, so dass die Leitungen nicht richtig übertragen werden können. Kurz gesagt, ein offener Stromkreis ist ein bisschen weniger "Ding" und ein Kurzschluss ist ein bisschen mehr "Ding". Es gibt viele Gründe für das Problem des Kurzschlusses, und es ist notwendig zu wissen, was durch einen rigorosen PCBA Fehleranalyse. FS Technology nennt 3 Gründe, die zu Kurzschlüssen auf Leiterplatten führen können, und bietet entsprechende Lösungen an:
Kurzschluss aufgrund von Kratzern
- Eine unsachgemäße Bedienung während der Ausrichtung führt zu Kratzern auf der Folienoberfläche. Um dies zu vermeiden, sollte der Bediener den Abstand zwischen den Platten kontrollieren, während des gesamten Prozesses beide Hände benutzen und die Ausrichtungsvorgaben strikt einhalten.
- Das Versagen der Verbindungsplatine der Entwicklungsmaschine führt zu Kollisionen und Kratzern zwischen der Platine und dem Brett. Die PCB-Herstellung Die Fabrik sollte den Abstand des Brettes an die Fähigkeiten des Bedieners anpassen, und das Brett sollte nicht platziert werden, wenn niemand das Brett an der Ausgangsöffnung anschließen kann.
- Unsachgemäßes Entfernen der Platte während des Galvanisierens, unsachgemäße Bedienung beim Anbringen der Schiene usw., was zu Kratzern führt. Unternehmen sollten ihre Mitarbeiter daran erinnern, beim Galvanisieren auf die Betriebsvorschriften zu achten und es zu vermeiden, zwei Platten für die Schienung zusammen zu laminieren.
Kurzschluss verursacht durch Film
- Die Anti-Beschichtungsschicht ist zu dünn, und die Beschichtung übersteigt die Dicke des Films während der Galvanisierung, wodurch ein Sandwich entsteht. Die Dicke des Beschichtungsresists muss erhöht werden, und wenn ein Nassfilm verwendet wird, kann die Dicke durch mehrere Druckvorgänge erhöht werden.
- Die Verteilung der Linien ist ungleichmäßig. Während des Musterplattierungsprozesses der isolierten Linien übersteigt die Beschichtung aufgrund des hohen Potenzials die Filmdicke und bildet ein Sandwich. Um diese Situation zu vermeiden, reduziert die FS-Technologie in der Regel den Strom. Mit einem Strom von 1,7~2,4A kann die Beschichtungshöhe auf der isolierten Fläche die Filmdicke übersteigen.
Kurzschluss verursacht durch Zinnverlust
- Durch unsachgemäße Bedienung kommt es zum Verlust von Zinn im Tank der Abbeiztränke. Wenn dies geschieht, müssen Sie die Konzentration, die Temperatur und die Einweichzeit des Trankes je nach Bedarf kontrollieren. Isolieren Sie die Platten mit einem Plattenständer.
- Das Stapeln der abisolierten Leiterplatten führt zum Verlust von Zinn. Die Leiterplattenfabrik muss die Abisolierlösung nach dem Abisolieren rechtzeitig trocknen und sorgfältig überprüfen.
PCB Lötfehler Problem
Lötfehler sind ein leicht zu vermeidendes Problem bei Leiterplatten, aber aufgrund ihrer Vielfalt können sie im Produktionsprozess von Unternehmen ohne strenge Vorgaben leicht übersehen werden. Wenn dieses Problem auftritt, kann es gelöst werden durch PCBA-Komponenten auslöten. FS Technology listet hier kurz die häufigsten Probleme beim konzentrierten Schweißen auf:
Schlechtes Schweißen
- Zerstörung der Lötstellen: Bevor die Lötstellen erstarren, werden sie leicht durch äußere Faktoren beeinträchtigt, so dass sich die Lötstellen bewegen. Dies ist relativ häufig der Fall, und es ist nur notwendig, die Lötstelle wieder zu erhitzen, zu schmelzen und zu korrigieren.
- Kaltes Schweißen: Aufgrund einer unzureichenden Verschmelzung des Lots ist die Oberfläche rau und die Verbindung ist nicht fest. Wenn dieses Problem auftritt, müssen Sie die Verbindung erneut erhitzen, um überschüssiges Lot zu entfernen.
- Brücke schweißen: Wenn die beiden Leitungen miteinander verschweißt werden und die Stromstärke größer ist als die Nennspannung, kann es leicht zu Verbrennungen der Komponenten oder der Drähte kommen. Bitten Sie den Leiterplattenhersteller, den Herstellungsprozess nach Erhalt der Bestellung zu überprüfen und die Menge des Lots beim Löten zu kontrollieren.
Partikelkontakte erscheinen auf dem Brett
- Das Lötzinn ist verunreinigt: Eine Verunreinigung des Lots kann seine Zusammensetzung verändern. Wenn dies festgestellt wird, muss eine große Menge reines Zinn hinzugefügt oder das Lot ersetzt werden.
- Oxidüberschuss: Zu viel Oxid im Zinn kann die Lötstellenstruktur brüchiger machen, was einen höheren Zinngehalt und niedrigere Vorheiz- und Löttemperaturen erfordert.
- Schlechte Benetzbarkeit des Lots: Der Grund für dieses Phänomen kann in der falschen Einstellung der Reflow-Temperatur liegen. Wenn die Platine in den Reflow-Lötprozess übergeht, steigt die Temperatur in der Vorheizzone zu schnell an oder die Zeit ist zu kurz, so dass sich die Feuchtigkeit in der Lotpaste nicht vollständig verflüchtigt. Wenn die Temperaturzone für das Reflow-Löten erreicht ist, kocht das Wasser und es entstehen Zinnperlen.
Verfärbung der Lötstellen
- Temperaturprobleme: Die Farbe der Lötstellen auf der Leiterplatte ist in der Regel silbergrau, aber gelegentlich erscheinen auch einige goldene Lötstellen. Der Grund für dieses Phänomen kann sein, dass die Temperatur des Zinnofens zu hoch ist, weil der Zinnofen zu häufig benutzt wird.
- Verschiedene Arten: Wenn die Verfärbung nach der Reinigung der Leiterplatte auftritt, besteht kein Grund zur Sorge. Sie kann durch verschiedene Arten von Reinigungsmitteln, Flussmitteln und Lötlegierungen verursacht werden.
Blasenbildung
Wir wissen, dass die Reinigung von Leiterplatten ein wichtiger Teil des PCB-Herstellungsprozesses ist, aber viele kleine Werkstätten unterlassen diesen wichtigen Schritt, um Zeit und Kosten zu sparen, was die Hauptursache für Blasenbildung ist. Nach der Herstellung der Leiterplatte befinden sich viele Flecken auf der Oberfläche, wie Oxidation, Ölflecken und Klebereste. Diese alkalischen Verunreinigungen greifen die Oberfläche der Leiterplatte an und verursachen Blasenbildung. Zusätzlich zum ersten Mal sind die Gründe für diesen Defekt an der Leiterplatte folgende:
- Unzureichende Aushärtungszeit: Wenn Sie feststellen, dass die Vorder- und Rückseiten einer bestimmten Ecke der nackten Platte nach dem HASL schäumen und verölen, ist dies auf eine unzureichende Aushärtungszeit zurückzuführen.
- Das Abisolieren von Zinn ist nicht sauber: Auf der Oberfläche der Leiterplatte befindet sich eine dünne Zinnschicht. Nach dem Sprühen von Zinn wird das Zinn auf der Oberfläche der Platine bei hoher Temperatur geschmolzen und drückt die Tinte nach oben, so dass eine Blase entsteht.
- Im Loch befindet sich Wasserdampf: Der Bediener arbeitet nicht standardisiert, und die Farbe wird gedruckt, um sicherzustellen, dass der Wasserdampf im Loch trocken ist.
- Reflow-Löten: Das Reflow-Löten ist ein wesentlicher Bestandteil der SMT-Bestückung, und Leiterplatten mit Feuchtigkeit sind sehr anfällig für Luftblasen, wenn sie in den Reflow-Lötofen kommen.
Kupfer ist oxidiert und korrodiert
Die PCB-Schicht umfasst eine Siebdruckschicht, eine Lötmaskenschicht und eine Kupferschicht, die jeweils eine bestimmte Aufgabe erfüllen. Die Aufgabe der Lötmaskenschicht ist es, das Kupfer vor Oxidation und Korrosion zu schützen und die Bildung von Lücken und Brücken zwischen elektronischen Komponenten zu verhindern. Als ein in der Elektronikindustrie häufig verwendetes Material hat Kupfer natürliche Vorteile bei der Stromübertragung, aber seine Fähigkeit, Korrosion und Oxidation zu widerstehen, ist extrem schlecht. Häufige Leiterplattenfehler entstehen, wenn Kupfer oxidiert und korrodiert. Einige Leiterplattenhersteller verwenden eine zu dünne Lötstoppmaske oder nutzen sich bei längerem Gebrauch ab, wodurch Drähte leicht freigelegt werden können.
Menschliches Versagen
In der PCB-Herstellungsprozessist es nicht ungewöhnlich, dass sich die Mitarbeiter nicht an den Verhaltenskodex des Unternehmens halten, was zu Problemen auf der Leiterplatte führt. Die Wahrscheinlichkeit, dass dieses menschliche Versagen zu einem Produktfehler führt, beträgt bis zu 31%. Um diese Situation zu vermeiden, hat FS Technology strenge Qualitätskontrollstandards formuliert und die Arbeitsnormen der Mitarbeiter in die Leistungsbeurteilung aufgenommen.
Häufige Probleme beim PCB-Design
Häufige Probleme mit Leiterplatten treten nicht nur auf nackten Leiterplatten auf, sondern oft auch während des Designprozesses. Um sicherzustellen, dass die gefertigte Leiterplatte fehlerfrei ist, müssen die Designer als ersten Schritt der Leiterplattenproduktion die Designspezifikationen strikt einhalten.
Der Kupferdraht liegt zu nah an der Kante der Platine
Nach dem Entwurf der Schaltung prüft der Designer sorgfältig den Abstand zwischen dem Kupferdraht und dem Rand der Basisschicht und trennt die Komponenten. Probleme mit den Kupferabständen sind oft das Ergebnis falscher Spezifikationen beim PCB-Design für die Fertigung (DFM). Dieses Layout-Risiko wird durch die strikte Einhaltung der Design-Spezifikationen minimiert.
Missbräuchliche Verwendung der Grafikebene
- Zu viele nutzlose Verbindungen machen die Leiterplatte komplizierter. Es sind nur sechs Lagen erforderlich, um das PCB-Design zu vervollständigen, aber es werden viel mehr verwendet.
- Geschwindigkeit geht vor Qualität. Um sich Ärger zu ersparen, verwendet der Designer die Board-Ebene, um die Linien auf jeder Ebene zu zeichnen, und verwendet die Board-Ebene, um die Linien zu markieren, was dazu führen kann, dass die Board-Ebene verfehlt wird und die Verbindung verfehlt wird und die Schaltung unterbrochen wird.
Design ohne Anleitung
Eine narrensichere Designlösung und ein hochwertiges schlüsselfertige PCB-Montage Service-Standard sind das lebenslange Streben von FS Technology. Als EMS-Unternehmen, das die mechanische Montage, die PBC-Fertigung und die Leiterplattenbestückung umfasst, stellen wir nicht einfach blindlings Komponenten zusammen, stapeln sie aufeinander und beginnen mit dem Schweißen. Wir verfügen über ein erstklassiges Vertriebsteam, erfahrene PCB-Designer und erstklassige Beschaffungsmöglichkeiten für PCB-Komponenten. Wenn Sie eine Bestellung bei FS Technology aufgeben, beginnt unser Service: von der Beratung beim Design über die Produktion und die Montage bis hin zur Lieferung - alles in einem Schritt.
Häufiges Problem bei der PCB-Bestückung
Komponenten sind lose oder falsch ausgerichtet
Wenn die PCB-Montage in der Reflow-Phase ist, können kleine Teile auf dem Lot schwimmen, wodurch die Ziellötstellen abfallen. Zu diesem Zeitpunkt muss die Fabrik die Stützkraft der Leiterplatte verstärken und das Verfahren des Reflow-Ofens entsprechend der Spezifikation gestalten.
Kein Reinigungsflussmittel
Beim Löten von Leiterplatten wird eine chemische Substanz verwendet - PCB-Flussmittel. Es hat die Aufgabe, Oxide auf der Oberfläche von Metallmaterialien zu entfernen und die Oberflächenspannung von Schweißmaterialien zu zerstören. Bei langlebiger Elektronik können Flussmittelrückstände auf der Oberfläche von Leiterplatten Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen, wodurch die freiliegenden Metalloberflächen mit der Zeit oxidieren und korrodieren. Um unseren Kunden einen besseren Service zu bieten, hat FS Technology den Arbeitsindex für die Reinigung von Flussmitteln speziell in den Qualitätssicherungsprozess aufgenommen, und auch die Bediener unserer Produktionslinie führen diese Arbeit gewissenhaft und verantwortungsbewusst aus.
Der Einfluss von Temperatur und Luftfeuchtigkeit
Leiterplatten haben unterschiedliche Vorteile und Eigenschaften. Daher ist es notwendig, die Art der Leiterplatte entsprechend den Anforderungen des Projekts auszuwählen, wie z.B.: IMS PCB mit einer stärkeren Wärmeableitung, einer flexiblen mehrschichtigen Leiterplatte, die die Miniaturisierung elektronischer Geräte ermöglicht, und Hochfrequenz-Leiterplatte mit Schwerpunkt auf der Signalintegrität. Viele Kunden glauben, dass Temperatur und Luftfeuchtigkeit sich negativ auf die Leiterplatte auswirken. Deshalb achten sie bei der Auswahl eines Leiterplattenherstellers auch auf die Belüftung der Fertigungshalle. Ich glaube, dass die meisten Menschen dies für notwendig halten, aber nach Ansicht von FS Technology besteht kein Grund, sich zu viele Gedanken über die Auswirkungen von Temperatur und Feuchtigkeit in der Fertigungsstätte auf die Leiterplatte zu machen. Kurzfristig ist der durch Temperatur und Feuchtigkeit verursachte Schaden an der nackten Leiterplatte minimal, und wir sollten der PCBA-Platte, d.h. der bestückten Leiterplatte, mehr Aufmerksamkeit schenken.
Für die montierte PCBA sind die Auswirkungen von Temperatur und Feuchtigkeit fatal. Da die Struktur der Leiterplatte selbst relativ zerbrechlich ist und sie nach der Montage in elektronischen Geräten läuft, kann die Leiterplatte in einer langfristig extremen Umgebung (hohe Temperatur, großer Temperaturunterschied, hohe Luftfeuchtigkeit) leicht beschädigt werden. In einer Umgebung mit hohen Temperaturen: Die Lötstellen der Leiterplatte werden leicht beschädigt, wodurch sich die Leiterplatte verformt und verbogen wird, und in schweren Fällen wird der Kupferdraht gebrochen. Wenn Sie sich in einer feuchten Umgebung befinden: Die Metallsubstanzen auf der Oberfläche der Leiterplatte (Kupferbahnen, Pads, Bauteilanschlüsse) werden oxidiert und rosten, was zu einer Überhitzung und Leistungsverschlechterung der Leiterplatte während des Betriebs führt. Neben der Beachtung der Einsatzumgebung der PCBA ist auch die Überprüfung der Montagefabrik notwendig.
Neben der Beachtung der Umgebung, in der die PCBA verwendet wird, ist auch die Überprüfung der Montagefabrik notwendig. Während der PCBA-Verarbeitung stellen einige elektronische Komponenten extrem hohe Anforderungen an die Temperatur und Feuchtigkeit der Umgebung. Um die Qualität der PCBA-Verarbeitung zu gewährleisten, müssen Sie daher auf folgende Punkte achten, wenn Sie Auswahl eines PCB-Bestückungsunternehmens:
- Temperatur und Luftfeuchtigkeit: Die Temperatur wird im Bereich von 24±2℃ gehalten, und die Luftfeuchtigkeit wird im Bereich von 60±10% gehalten.
- Professionelle Testausrüstung: Wählen Sie ein Pt100 Platin-Widerstands-Temperaturmessgerät; messen Sie die Temperatur mit der belüfteten Trocken- und Feuchtkugel-Messmethode.
Diagnose gängiger PCB-Probleme
Durch die obigen Ausführungen haben wir etwas über die meisten Leiterplattenprobleme gelernt. Viele Fehler können vermieden werden, wenn wir die Probleme bei Design, Herstellung und Montage verstehen. Aber wie können wir sie erkennen, wenn eine Leiterplatte ausfällt?
In der Tat ist es schwierig, die Ursache eines PCB-Fehlers ohne professionelle Ausrüstung und Methoden zu finden. Einige Fehler können mit den Augen, dem Tastsinn und dem Geruch wahrgenommen werden, z. B. ein Kurzschluss auf der Leiterplatte, eine korrodierte Oberfläche usw. Die meisten Fehler sind jedoch schwer zu erkennen und müssen mit professioneller Ausrüstung, einschließlich mehrphasiger integrierter Schaltkreistests und Multimetern, aufgespürt werden. Nachdem das Problem gefunden und der Fehler lokalisiert wurde, entscheiden die Experten, ob die Bauteile ausgelötet oder die Leiterplatte ausgetauscht werden muss.
Mikroschliff-Analyse
Mikroschliff, auch Querschnittsanalyse genannt, ist eine Methode zur Identifizierung von Leiterplattenfehlern, bei der einzelne Lagen und Komponenten mit kontrollierten Variablen getestet werden, um die Fehlerstellen zu finden. Diese Methode ist die zuverlässigste Methode, erfordert aber eine defekte Leiterplatte. Die Mikrosektionsanalyse eignet sich am besten für die folgenden wahrgenommenen PCB-Probleme:
- System-Kurzfilme
- Bewertung von Materialien
- Thermomechanisches Versagen
- Fehler beim Reflowlöten
- Ganzheitliche Behandlung von Fehlern
Analyse der Lötbarkeit
Die Lötbarkeitsanalyse konzentriert sich auf löt- und maskenbedingte Schäden. Durch die Lötbarkeitsanalyse findet Ihr Team heraus, ob die mit Lot verlöteten Bauteile in gutem Zustand sind, ob es fehlende Lötstellen, fehlende Lötungen oder schwache Lötstellen gibt, so dass Sie schnell Anpassungen vornehmen können.
Die Lötbarkeitsprüfung ist eine Möglichkeit, die Professionalität der Techniker zu testen, und die Fabrik muss über professionelle Prüfwerkzeuge verfügen. Die Techniker müssen wissen, welche Probleme bei Leiterplatten auftreten können und wie sich bestimmte Bedingungen auf das Versagen von gelöteten Bauteilen auswirken können, z. B. die Lagerung von Leiterplatten, die Alterung und andere Umweltbedingungen, die die Gesamtqualität der Leiterplatte beeinflussen. Erwägen Sie Lötbarkeitstests für die folgenden Merkmale:
- Bewertung von Bauteilen und Gleispolymeren/Lacken
- Analyse von Lötmittel und Lötmaske
- Flussmittel- und Pad-Auswertung
- Gesundheit und Langlebigkeit der PCB-Beschichtung insgesamt
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