電路板/線路板常見(jiàn)缺陷有哪些?

PCB線路板中的缺陷包括元件引腳之間的焊橋或不同的焊點(diǎn),銅線之間的短路,開(kāi)路,元件移位等等。大多數(shù)情況下,制造商在將產(chǎn)品推向市場(chǎng)之前會(huì)進(jìn)行大量測(cè)試。但是,有些缺陷可能會(huì)被忽視,只有板子在被用戶(hù)真正使用后缺陷才會(huì)凸顯出來(lái)。此外,由于環(huán)境和制造商無(wú)法控制的其他條件,現(xiàn)場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)一些缺陷。此外,一些缺陷是因?yàn)榘l(fā)生在超出制造者可控環(huán)境或其他條件范圍之外。

短路

在PCB生產(chǎn)階段發(fā)生短路的類(lèi)型是不盡相同的,而其他情況短路的發(fā)生,則在焊接或回流焊的過(guò)程中,常見(jiàn)的短路包括:

1.當(dāng)銅跡線之間空間或者間距很小時(shí),會(huì)發(fā)生短路;

2.未做修剪的元器件引線會(huì)引起短路;

3.空中漂浮可導(dǎo)短細(xì)線會(huì)造成銅跡線之間短路。

焊橋

組件故障:有缺陷的組件通常將其輸入或輸出短路至電源或地。

開(kāi)路

當(dāng)跡線斷裂時(shí),或者焊料僅在焊盤(pán)上而不在元件引線上時(shí),會(huì)發(fā)生開(kāi)路。在這種情況下,元件和PCB線路板之間沒(méi)有粘連或連接。就像短路一樣,這些也可能發(fā)生在生產(chǎn)過(guò)程中或焊接過(guò)程中以及其他操作過(guò)程中。振動(dòng)或拉伸電路板,跌落它們或其他機(jī)械形變因素都會(huì)破壞跡線或焊點(diǎn)。同樣,化學(xué)或濕氣會(huì)導(dǎo)致焊料或金屬部件磨損,從而導(dǎo)致組件引線斷裂。

電子元器件的松動(dòng)或錯(cuò)位

在回流焊過(guò)程中,小部件可能浮在熔融焊料上并最終脫離目標(biāo)焊點(diǎn)。移位或傾斜的可能原因包括由于電路板支撐不足,回流爐設(shè)置,焊膏問(wèn)題,人為錯(cuò)誤等引起焊接PCB板上元器件的振動(dòng)或彈跳。

焊接問(wèn)題

以下是由于不良的焊接做法而引起的一些問(wèn)題:

受干擾的焊點(diǎn):由于外界擾動(dòng)導(dǎo)致焊料在凝固之前移動(dòng)。這與冷焊點(diǎn)類(lèi)似,但原因不同,可以通過(guò)重新加熱進(jìn)行矯正,并保證焊點(diǎn)在冷卻時(shí)而不受外界干擾。

冷焊:這種情況發(fā)生在焊料不能正確熔化時(shí),導(dǎo)致表面粗糙和連接不可靠。由于過(guò)量的焊料阻止了完全熔化,冷焊點(diǎn)也可能發(fā)生。補(bǔ)救措施是重新加熱接頭并去除多余的焊料。

焊錫橋:當(dāng)焊錫交叉并將兩條引線物理連接在一起時(shí)會(huì)發(fā)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(huì)導(dǎo)致組件燒毀或在電流過(guò)高時(shí)燒斷走線。

焊盤(pán),引腳或引線潤(rùn)濕不足。

太多或太少的焊料。

由于過(guò)熱或粗糙焊接而被抬高的焊盤(pán)。

故障定位和維修技術(shù)

一旦出現(xiàn)問(wèn)題跡象,下一步就是追蹤和確定位置。這需要遵循邏輯路徑,直到有可能查明缺陷。確定故障位置的不同方式包括無(wú)需為電路板供電的目視檢查,以及使用測(cè)試設(shè)備的物理檢查。測(cè)試技術(shù)依賴(lài)于高端測(cè)試設(shè)備或使用基本工具,如萬(wàn)用表等在有電或無(wú)電板上。

雖然在具有較大跡線的簡(jiǎn)單單面板上很容易識(shí)別可見(jiàn)的缺陷或問(wèn)題,但對(duì)復(fù)雜的多層板進(jìn)行故障排除往往是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。難易程度取決于電路板的類(lèi)型,層數(shù),跡線間距,元件數(shù)量,電路板尺寸和其他因素。

盡管更復(fù)雜的電路板通常需要特殊的測(cè)試設(shè)備,但萬(wàn)用表,熱像儀,放大鏡和示波器等基本工具可以識(shí)別大部分問(wèn)題。

高端測(cè)試設(shè)備結(jié)合了包括微電壓和其他非接觸式電流跟蹤技術(shù)在內(nèi)的多種測(cè)量方法,能夠準(zhǔn)確快速地識(shí)別負(fù)載和裸PCB中的短路。這些設(shè)備中的一些使用電流注入和現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng)來(lái)識(shí)別確切的位置,而無(wú)需為電路板供電或移除組件。但是,高成本可能超出許多設(shè)計(jì)師的范圍。

諾信檢測(cè)設(shè)備

典型的設(shè)備包括自動(dòng)飛行探測(cè)儀器,如雙面機(jī)器人測(cè)試儀Takaya9600和AcculogicFLS980。還有自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(AOI)機(jī)器,例如諾信YESTECHFX-942。AOI采用高分辨率相機(jī)來(lái)檢查各種缺陷,包括短路,開(kāi)路,缺失,不正確或未對(duì)齊的元器件。

視覺(jué)和物理檢測(cè)

目視檢查可識(shí)別缺陷,如重疊痕跡,焊點(diǎn)短路,電路板過(guò)熱跡象以及燒毀組件。但這僅限于視力能夠觸及的范圍。

一些問(wèn)題,尤其是當(dāng)電路板運(yùn)載過(guò)熱,而用肉眼很難識(shí)別時(shí)。在這種情況下,放大鏡可以幫助識(shí)別一些短路,焊橋,開(kāi)路,焊點(diǎn)和電路板走線的裂縫,元件偏移等等。

另外,萬(wàn)用表可以確定板子上銅跡線是否存在短路或斷路。使用連續(xù)性測(cè)試,短路電阻值會(huì)非常低,通常小于5歐姆。同樣,開(kāi)路電路則會(huì)產(chǎn)生非常高的電阻值。

用萬(wàn)用表檢測(cè)電路板缺陷

當(dāng)在電子元器件引腳之間檢測(cè)到低電阻時(shí),最好的辦法是把元器件從PCB電路中取出,進(jìn)行專(zhuān)門(mén)檢測(cè)。如果電阻仍然很低,那么這個(gè)元器件就是罪魁禍?zhǔn)?否則需要進(jìn)一步調(diào)查。拆焊時(shí)應(yīng)小心,以免損壞PCB上銅墊或者將要測(cè)試的元器件直接從PCB線路板上拔出。

目視檢查只適用于電路板的外觀查看檢測(cè),它可能并不適用于電路板內(nèi)部層檢測(cè)。如果外觀沒(méi)有明顯可見(jiàn)的缺陷,則需要你為電路板上電并執(zhí)行更為細(xì)致測(cè)試,才能檢測(cè)出電路板是否正常。

定位PCB短路問(wèn)題點(diǎn)

上述檢測(cè)方法是有局限性,并且因?yàn)樵谖唇o電路板上電情況下進(jìn)行檢測(cè)。只能檢測(cè)有限個(gè)問(wèn)題點(diǎn)。也就是說(shuō),更容易找到難以發(fā)現(xiàn)的缺陷的確切位置,例如已上電的電路板短路問(wèn)題。這涉及使用諸如電壓表之類(lèi)的工具來(lái)測(cè)量銅跡線上的電壓降,或使用紅外相機(jī)來(lái)識(shí)別發(fā)熱問(wèn)題點(diǎn)。

低電壓測(cè)量

該項(xiàng)技術(shù)涉及到控制當(dāng)前通過(guò)短路電流量以及找出電流流向。由于電路板上銅跡線也有電阻,通過(guò)銅跡線不