PCB設計中常見的八個問題及解決方法

2021-10-03 10:05:51 字數 2669 閱讀 6161

在pcb板的設計和製作過程中,工程師不僅需要防止pcb板在製造加工時出現意外,還需要避免設計失誤的問題出現。

問題一:pcb板短路

這一問題是會直接造成pcb板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,此時可以將圓形焊墊改為橢圓形,加大點與點之間的距離,防止短路。

pcb零件方向的設計不適當,也同樣會造成板子短路,無法工作。如soic的腳如果與錫波平行,便容易引起短路事故,此時可以適當修改零件方向,使其與錫波垂直。

還有一種可能性也會造成pcb的短路故障,那就是自動外掛程式彎腳。由於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,需將焊點離開線路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致pcb板的短路故障,例如基板孔太大、錫爐溫度太低、板麵可焊性不佳、阻焊膜失效、板麵汙染等,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。

問題二:pcb板上出現暗色及粒狀的接點

pcb板上出現暗色或者是成小粒狀的接點問題,多半是因於焊錫被汙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乙個原因,是加工製造過程中所使用的焊錫本身成份產生變化,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。但這種情形並非焊點不良。原因是基板受熱過高,需降低預熱及焊錫溫度或增加基板行進速度。

問題三:pcb焊點變成金黃色

一般情況下pcb板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,此時只需要調低錫爐溫度即可。

問題四:板子的不良也受環境的影響

由於pcb本身的構造原因,當處於不利環境下,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效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,腐蝕和生鏽,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汙垢,灰塵或碎屑還會減少部件的空氣流動和冷卻,導致pcb過熱和效能降級。振動,跌落,擊打或彎曲pcb會使其變形並導致出席那裂痕,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。

問題五:pcb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之間沒有粘連或連線。 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,從而導致元件引線斷裂。

問題六:元器件的鬆動或錯位

在回流焊過程中,小部件可能浮在熔融焊料上並最終脫離目標焊點。 移位或傾斜的可能原因包括由於電路板支撐不足,回流爐設定,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。

問題七:焊接問題

以下是由於不良的焊接做法而引起的一些問題:

受干擾的焊點:由於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,並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,導致表面粗糙和連線不可靠。 由於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並去除多餘的焊料。

焊錫橋:當焊錫交叉並將兩條引線物理連線在一起時會發生這種情況。 這些有可能形成意想不到的連線和短路,可能會導致元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。由於過熱或粗糙焊接而被抬高的焊盤。

問題八:人為失誤

pcb製造**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製造規範是導致多達64%可避免的產品缺陷出現。由於以下幾點,導致缺陷的可能性隨著電路複雜性和生產工藝數量而增加的原因:密集封裝的元件;多重電路層;精細的走線;表面焊接元件;電源和接地面。

儘管每個製造者或組裝者都希望生產出來的pcb板子是沒有缺陷問題,但就是有那麼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效能不佳;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。

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