PCB設計(jì)常見(jiàn)的(de)σ¥八個(gè)問(wèn)題及解決方法
2020-12-30 11:08
在PCB闆的(de)設計(jì)和(hé)制(®∑zhì)作(zuò)過程中，工(gōng)程師(shī)不(bù)僅需要(yào)防止PCB闆↑©在制(zhì)造加工(gōng)時(shí ₹®)出現(xiàn)意外(wài)，還(hái)需要(↔¥©yào)避免設計(jì)失誤的(de)問(wèn)題出現(xiàn)。本文(w★££én)就(jiù)這(zhè)些(xiē)常見(↑'jiàn)的(de)PCB問(wèn)題 ∏進行(xíng)彙總和(hé)分(fēn)析，希望能(néng)夠對(duì) ∏♠↓大(dà)家(jiā)的(de)設計(jì)和(hé)制(zhì)作∏∏σ(zuò)工(gōng)作(zuò)帶來(lái)一(yī)定的(de)幫助。
問(wèn)題一(yī)：PCB闆短(duǎn)路(l←♥ù)
這(zhè)一(yī)問(wèn)題是(shì)會(huì)直接造成PCBαα¶φ闆無法工(gōng)作(zuò)的(de)常見(jiàn)故障之一(yī)，而造成這(zhè₩→↔∞)種問(wèn)題的(de)原因有(yǒu)→γ¥很(hěn)多(duō)，下(xià)面我們逐一(yī)進行(xíng)分(fēn)析。
造成PCB短(duǎn)路(lù)↕→<®的(de)最大(dà)原因，是(shì)焊墊設計(jì)不↑♠→(bù)當，此時(shí)可(kě)以将圓形焊墊改為(wèi)橢圓形，加大(dà®←↑)點與點之間(jiān)的(de)距離(lí)，防止短(duǎn)路(♣→₽αlù)。
PCB零件(jiàn)方向的(de)設計(jì)♠<≈©不(bù)适當，也(yě)同樣會(huì)造成闆子(zǐ)短(duσ$♣ǎn)路(lù)，無法工(gōng)作(zuò)。如(rú)SOIC的(de)©↕腳如(rú)果與錫波平行(xíng)，便容易引起短(duǎn)路(lù)事 ✔λ(shì)故，此時(shí)可(kě)以适當修改零件(jiàn)方向，使其與錫波垂直。
還(hái)有(yǒu)一(yī)種可(kě)能(n≠©λéng)性也(yě)會(huì)造成PCB的(de)短(duǎn)路(lù)故障，那γ≥$→(nà)就(jiù)是(shì)自(zì)動插件(jiàn)彎腳。'©σ÷由于IPC規定線腳的(de)長(cháng)度在2λ₽mm以下(xià)及擔心彎腳角度太大(dà♠→)時(shí)零件(jiàn)會(huì)掉，故易因此而造成短(₹εduǎn)路(lù)，需将焊點離(lí)開(kā ÷☆i)線路(lù)2mm以上(shàng)。
除了(le)上(shàng)面提及的(de)三種原因之外(wài)，♦↓還(hái)有(yǒu)一(yī)些(xiē)原因也(yě)會(huì)導緻PCB闆的(de)短(≥εduǎn)路(lù)故障，例如(rú)基闆孔太大(dà)、錫爐溫度太低(dī)∑€、闆面可(kě)焊性不(bù)佳、阻焊膜失效、闆面污染等，都(dōu)是(s&σ>hì)比較常見(jiàn)的(de)故障原因，工(gōng)程師(shī)可(k≤ ≥ě)以對(duì)比以上(shàng)原因和(hé)發生(shēng≥₩♣)故障的(de)情況逐一(yī)進行(xíng)排除和(hé)檢₹♥φ±查。
問(wèn)題二：PCB闆上(shàng)出現(xiàn)暗(àn)色及粒狀的(d∞ δe)接點
PCB闆上(shàng)出現(xiàn)暗(àn)✘"'色或者是(shì)成小(xiǎo)粒狀的(de)接點問(wèn)題，多(dδ$±∑uō)半是(shì)因于焊錫被污染及溶錫中混入的(de)氧化(huà₩÷)物(wù)過多(duō)，形成焊點結構太脆。須注意勿與使用(yòng×↑)含錫成份低(dī)的(de)焊錫造成的(de)暗(àn)色混淆。
而造成這(zhè)一(yī)問(wèn)題出現(xiàn↔∏≠•)的(de)另一(yī)個(gè)原因，是(shì)加工(gōng)制(zhì)造過程中所使用(y¥≈òng)的(de)焊錫本身(shēn)成份産生(shēng)變化(↓♣huà)，雜(zá)質含量過多(duō)，需加純錫或更換焊錫。斑痕玻璃起纖維積層物(wù₽♠)理(lǐ)變化(huà)，如(rú)層與層之間(jiān)發生(sh©₽ēng)分(fēn)離(lí)現(xiàn)象。但(dàn)這(zhè)種情形并非焊點不×> (bù)良。原因是(shì)基闆受熱(rè)過高(gāo)，ε®需降低(dī)預熱(rè)及焊錫溫度或增加基闆行(xíng)進速度。
問(wèn)題三：PCB焊點變成金(jīn)黃(huáng)色
一(yī)般情況下(xià)PCB闆的(de)←₽☆焊錫呈現(xiàn)的(de)是(shì)銀(yín)灰色，但(dàn)☆™ δ偶爾也(yě)有(yǒu)金(jīn)黃(huáng)色的(deσ©♦)焊點出現(xiàn)。造成這(zhè)一(yī)問(wèn)題的(d₹e)主要(yào)原因是(shì)溫度過高(gāo)，此時(sh©>™βí)隻需要(yào)調低(dī)錫爐溫度即可(kě)。
問(wèn)題四：闆子(zǐ)的(de)不(bù)良也(↔™yě)受環境的(de)影(yǐng)響
由于PCB本身(shēn)的(de)₽♣構造原因，當處于不(bù)利環境下(xià)，很(hěn)容易造成PCB闆的(d←↑™e)損害。極端溫度或者溫度變化(huà)不(bù)定，濕度過大(dà↕→λ)、高(gāo)強度的(de)振動等其他(tā)條件(jiàn)都(d♦★ōu)是(shì)導緻闆子(zǐ)性能(néng)降低(dī)甚至報(bào)££廢的(de)因素。比如(rú)說(shuō)，環境溫度的(de)變化(h αuà)會(huì)引起闆子(zǐ)的(de)形變。因此将會(huì)破壞ש₩₹焊點，彎曲闆子(zǐ)形狀，或者還(hái)将可(kě)能(§♦néng)引起闆子(zǐ)上(shàng)的(de)銅迹線斷路(lù)¶★•σ。
另一(yī)方面，空(kōng)氣中的(de)水(shuǐ)分(¥≥♠₽fēn)會(huì)導緻金(jīn)屬表面氧化(₩φ>huà)，腐蝕和(hé)生(shēng)鏽，如(rú)暴露的(de)在外( ₩wài)的(de)銅迹線，焊點，焊盤以及元器(qì)件(jiàn)引線。在部件(jiàn)和(hλ •é)電(diàn)路(lù)闆表面堆積污垢，灰塵或碎屑還×®(hái)會(huì)減少(shǎo)部件(jiàn)的(de)空(kōng)氣流÷•≠動和(hé)冷(lěng)卻，導緻PCB過熱(rè)和(hé)∞ 性能(néng)降級。振動，跌落，擊打或彎曲PCB會(huì)使其變形并導緻出席那(n£<à)裂痕，而大(dà)電(diàn)流或過電(diàn)壓則會(huì)導緻PCB闆♠♥被擊穿或者導緻元器(qì)件(jiàn)和(hé)通(tōng)路(lù)的(de)迅速老(lǎo£∞¶)化(huà)。
問(wèn)題五：PCB開(kāi)路(∏™♠↑lù)
當迹線斷裂時(shí)，或者焊料僅在焊盤上(shà π♠ng)而不(bù)在元件(jiàn)引線上(sh☆÷φàng)時(shí)，會(huì)發生(÷®∏≥shēng)開(kāi)路(lù)。在這 $(zhè)種情況下(xià)，元件(jiàn)和(héδ•φ≤)PCB之間(jiān)沒有(yǒu)粘連或連接。就(ji✘ ù)像短(duǎn)路(lù)一(yī)樣，這(zhè)些(xiē)也(yě)可(kě)能(n÷πéng)發生(shēng)在生(shēng)産過σ✘程中或焊接過程中以及其他(tā)操作(zuò)過程中。">≤≤振動或拉伸電(diàn)路(lù)闆，跌落它們或其他& (tā)機(jī)械形變因素都(dōu)會δ₩(huì)破壞迹線或焊點。同樣，化(huà)學或濕氣會(huì)導緻焊料或金(jīn∞÷)屬部件(jiàn)磨損，從(cóng)而導緻組件(jiàn)引線斷裂。
問(wèn)題六：元器(qì)件(ji£✔<àn)的(de)松動或錯(cuò)位
在回流焊過程中，小(xiǎo)部件(jiàn)可(kě)能(néngπ♦)浮在熔融焊料上(shàng)并最終脫離(lí)目标焊點。$ 移位或傾斜的(de)可(kě)能(néng)原因包括由于電(diàn)路(lù)闆支撐不(bù)足•✘ ，回流爐設置，焊膏問(wèn)題，人(rén)為(wèi)錯(cuò)誤等引起 €•焊接PCB闆上(shàng)元器(qì)件(jiàn)的(de)振動或彈跳(tiào)。≈≥
問(wèn)題七：焊接問(wèn)題
以下(xià)是(shì)由于不(bù)良的(de)焊接做↔∏(zuò)法而引起的(de)一(yī)些(xiē)問(wèn)題：
受幹擾的(de)焊點：由于外(wài)界擾動導緻σ<σ☆焊料在凝固之前移動。這(zhè)與冷(lěng)焊點類似，但(d$↕δàn)原因不(bù)同，可(kě)以通(tōng)過重新加熱(rè)進行(xíng)÷₩™✘矯正，并保證焊點在冷(lěng)卻時(shí)而不(bù)受外(wài)界幹擾。♥÷
冷(lěng)焊：這(zhè)種情況發生(shēng)在焊α 料不(bù)能(néng)正确熔化(huà)∏₽時(shí)，導緻表面粗糙和(hé)連接不(bù)可(kě)靠。由于過量的λγ(de)焊料阻止了(le)完全熔化(huà)，冷(lěng)焊點也(©λyě)可(kě)能(néng)發生(shēng)€ 。補救措施是(shì)重新加熱(rè)接頭并去(qù↑±© )除多(duō)餘的(de)焊料。
焊錫橋：當焊錫交叉并将兩條引線物(wù)≤∏理(lǐ)連接在一(yī)起時(shí)會(huì)發生(shēnφΩg)這(zhè)種情況。這(zhè)些(xiēδφφ&)有(yǒu)可(kě)能(néng)形成意想不(bù)到(dào)的(de)連接♥♦₽和(hé)短(duǎn)路(lù)，可(kě)能(néng)會(¥δhuì)導緻組件(jiàn)燒毀或在電(diàn)流過高(gāo)時(shíγ≤₩)燒斷走線。
焊盤：引腳或引線潤濕不(bù)足。太多("÷¶"duō)或太少(shǎo)的(de)焊料。由于過熱(rè)或粗糙焊接§ 而被擡高(gāo)的(de)焊盤。
問(wèn)題八：人(rén)為(wèi)失誤
PCB制(zhì)造中出現(xiàn)缺陷大(dà)部分(fēn)是(s≠hì)有(yǒu)人(rén)為(wèi)失誤造成的(de)，大•<(dà)多(duō)數(shù)情況下(xià)，錯(cuò)誤的φ←(de)生(shēng)産工(gōng)藝，元器(qì)件(jiàn)的(de)錯(cuδ♥∑Ωò)誤放(fàng)置以及不(bù)專業(yè)的(de)生(shēng)産制(zhì)造規範是(×Ωshì)導緻多(duō)達64%可(kě)避免的(de)産品缺陷出現(xiàn)。λ₹Ω↓由于以下(xià)幾點，導緻缺陷的(de)可(Ω kě)能(néng)性随著(zhe)電(d×$₩€iàn)路(lù)複雜(zá)性和(hé)₹π&生(shēng)産工(gōng)藝數(shù)量而增加的(de)原因：密集封裝的(de)組件(ji↑ àn)；多(duō)重電(diàn)路(lù)層；精細的(de)走線； ✘π表面焊接組件(jiàn)；電(diàn)源和(hé)接地(dì)面。
盡管每個(gè)制(zhì)造者或組裝者都(dōu)希望生(shēnα<¥g)産出來(lái)的(de)PCB闆子(zǐ)是(shì)沒有(yǒπ ↓£u)缺陷問(wèn)題，但(dàn)就(jiù)是(shì)有(yǒu)那(nà)麽$↓幾種設計(jì)和(hé)生(shēng)産的(♠♥"de)過程的(de)難題造成了(le)PC♣€γ←B闆問(wèn)題不(bù)斷。
典型的(de)問(wèn)題和(hé)結果包括如(rú)下(xià)∏♣¥ 幾點：焊接不(bù)良會(huì)導緻短(duǎn)路(lù)，開(kāi)路(lù)，冷(♣α$αlěng)焊點等情況；闆層的(de)錯(cuò)位會(huì)導緻接觸不(bù)良和(h&λ€é)整體(tǐ)性能(néng)不(bù)佳<♦✔←；銅迹線絕緣不(bù)佳會(huì)導緻迹線與迹線之間(jiān)出現(xiàn)電★γ(diàn)弧；将銅迹線與通(tōng)路(lù)之間(jiān)靠的(de)太緊，₩£δ很(hěn)容易出現(xiàn)短(duǎn)路☆↑(lù)的(de)風(fēng)險；電(diàn)路(lù)闆的(de)厚度不(≤€bù)足會(huì)導彎曲和(hé)斷裂。
上(shàng)一(yī)個(gè)
新基建帶動中國(guó)PCB行(xíng)業(yè)高(gāo) §速發展
上(shàng)一(yī)個(gè) :
新基建帶動中國(guó)PCB行(xíng)業(yè)高(gāo)速發展
下(xià)一(yī)個(gè) :
PCB産業(yè)未形成完整的(de)産業(yè)鏈條，造成了(le)♦∑中國(guó)PCB産業(yè)大(dà)而不(bù)強的♣↓(de)困境