PCB기술 - PCB 기판 설계의 5가지 문제

PCB 기판 설계 및 생산 과정에서 엔지니어는 제조 공정에서 PCB 기판 사고를 방지할 뿐만 아니라 설계 오류도 방지해야 합니다.

ipcb는 모든 사람의 설계 및 생산 작업에 도움이 되기를 바라며 몇 가지 일반적인 PCB 문제를 요약하고 분석합니다.

문제 1: PCB 보드 단락

이 문제는 PCB가 작동하지 않는 직접적인 원인이 될 수 있는 일반적인 결함 중 하나이며 이 문제에 대한 여러 가지 이유가 있습니다. 우리는 그것들을 하나씩 분석할 것입니다.

PCB 단락의 원인은 패드가 제대로 설계되지 않았기 때문입니다. 이때 둥근 패드는 타원으로 변경하여 단락을 방지하기 위해 점 사이의 거리를 늘릴 수 있습니다.

PCB 부품 방향을 잘못 설계하면 보드 단락이 발생하여 작동하지 않을 수도 있습니다. 예를 들어 SOIC의 발이 주석파와 평행하면 합선사고를 일으키기 쉽습니다. 이때 부품의 방향을 적절히 수정하여 주석파와 수직이 되도록 할 수 있다.

PCB 단락 오류, 즉 자동 플러그인 벤딩의 가능성도 있습니다. 와이어 핀의 길이가 2mm 미만이고 벤딩 풋의 각도가 너무 크면 부품이 떨어지기 때문에 단락이 발생하기 쉽습니다. 따라서 솔더 조인트는 라인에서 2mm 이상 떨어져 있어야 합니다.

위에서 언급 한 세 가지 이유 외에도 너무 큰베이스 플레이트 구멍, 주석 용광로의 너무 낮은 온도, 보드 표면의 납땜 성 불량, 솔더 마스크 오류, 보드와 같은 PCB 단락 오류로 이어질 수있는 몇 가지 이유가 있습니다. 상대적으로 일반적인 결함 원인인 표면 오염 등. 엔지니어는 위의 원인과 장애 조건을 하나씩 제거하고 확인할 수 있습니다.


문제 2: PCB 기판에 어둡고 세분화된 접점이 나타남

PCB 기판의 어둡거나 작은 입상 접합의 문제는 대부분 솔더의 오염과 용해된 주석에 과도한 산화물이 혼합되어 너무 부서지기 쉬운 솔더 접합 구조가 형성되기 때문입니다. 주석 함량이 낮은 땜납을 사용하여 발생하는 어두운 색과 혼동되지 않도록 주의해야 합니다.

이 문제의 또 다른 원인은 가공 및 제조 과정에서 사용되는 솔더의 조성이 변경되고 불순물의 함량이 너무 많아 순수 주석을 추가하거나 교체해야 하기 때문입니다. 층간 분리와 같은 유리 섬유 층의 물리적 변화. 그러나 이것은 나쁜 솔더 조인트가 아닙니다. 그 이유는 기판이 너무 가열되어 예열 및 납땜 온도를 낮추거나 기판의 이동 속도를 높일 필요가 있기 때문입니다.


문제 3: PCB 솔더 조인트가 황금색으로 변합니다.

일반적으로 PCB의 땜납은 은회색이지만 때때로 금색 땜납 반점이 있습니다. 이 문제의 주요 원인은 온도가 너무 높기 때문에 주석로의 온도만 낮추면 됩니다.


문제 4: 불량 보드도 환경의 영향을 받습니다.

PCB 자체의 구조상 좋지 않은 환경에서 PCB에 손상을 주기 쉽습니다. 극한의 온도 또는 온도 변화, 과도한 습도, 고강도 진동 및 기타 조건은 성능 저하 또는 보드 폐기로 이어지는 요인입니다. 예를 들어, 주변 온도의 변화로 인해 기판이 변형될 수 있습니다. 따라서 솔더 조인트가 손상되거나 보드의 모양이 구부러지거나 보드의 구리 트레이스가 파손될 수 있습니다.

한편, 공기 중의 습기는 노출된 구리 흔적, 솔더 조인트, 패드 및 부품 리드와 같은 금속 표면 산화, 부식 및 녹을 유발할 수 있습니다. 구성 요소 및 회로 기판의 표면에 먼지, 먼지 또는 부스러기가 축적되면 공기 흐름과 구성 요소 냉각이 감소하여 PCB의 과열 및 성능 저하를 초래할 수 있습니다. 진동, 떨어뜨리기, 치거나 구부리는 PCB는 변형되어 균열을 일으키는 반면 고전류 또는 과전압은 PCB 고장 또는 구성 요소 및 채널의 빠른 노화로 이어집니다.

문제 5: PCB 개방 회로

트레이스가 끊어지거나 땜납이 부품 리드가 아닌 패드에만 있는 경우 개방 회로가 발생합니다. 이 경우 구성 요소와 PCB 사이에 접착 또는 연결이 없습니다. 단락과 마찬가지로 생산, 용접 및 기타 작업 중에도 발생할 수 있습니다. 회로 기판의 진동 또는 늘어남, 떨어뜨리기 또는 기타 기계적 변형 요인으로 인해 트레이스 또는 솔더 조인트가 손상될 수 있습니다. 마찬가지로 화학 물질이나 습기로 인해 땜납 또는 금속 부품이 마모되어 구성 요소 납이 파손될 수 있습니다.


문제 6: 구성 요소의 헐거움 또는 이탈

리플 로우 솔더링 동안 작은 부품이 용융 솔더 위에 뜨고 결국 대상 솔더 조인트를 떠날 수 있습니다. 이동 또는 틸트의 가능한 원인에는 회로 기판의 불충분한 지지로 인한 PCB 부품의 진동 또는 바운스, 리플로우로 설정, 솔더 페이스트 문제, 인적 오류 등이 있습니다.


질문 7: 용접

다음은 잘못된 용접 관행으로 인해 발생하는 몇 가지 문제입니다.

땜납 접합부 교란: 외부 교란으로 인해 응고되기 전에 땜납이 이동합니다. 이것은 콜드 솔더 조인트와 유사하지만 이유가 다릅니다. 그것은 재가열로 교정될 수 있고, 솔더 조인트는 냉각될 때 외부 간섭으로부터 자유로울 수 있습니다.

냉간 용접: 땜납이 제대로 녹을 수 없어 표면이 거칠고 연결이 불안정할 때 발생합니다. 과도한 솔더는 완전한 용융을 방지하기 때문에 콜드 솔더 접합도 발생할 수 있습니다. 해결책은 조인트를 재가열하고 과도한 땜납을 제거하는 것입니다.

솔더 브리지: 솔더가 교차하여 두 리드를 물리적으로 연결할 때 발생합니다. 이는 예기치 않은 연결 및 단락을 형성하여 구성 요소가 타거나 전류가 너무 높을 때 배선이 타버릴 수 있습니다.

패드: 핀 또는 리드의 불충분한 젖음. 솔더가 너무 많거나 너무 적습니다. 과열 또는 거친 용접으로 인해 패드가 올라갔습니다.


질문 8: 인적 오류

PCB 제조의 대부분의 결함은 인적 오류에 의해 발생합니다. 대부분의 경우 잘못된 생산 공정, 잘못된 부품 배치 및 제조 사양의 부족으로 인해 피할 수 있는 제품 결함의 64%가 발생합니다. 결함 가능성은 다음으로 인해 회로의 복잡성과 생산 공정의 수에 따라 증가합니다. 조밀하게 포장된 구성 요소; 다중 회로 층; 미세 배선; 표면 납땜 부품; 힘과 땅.

모든 제조사나 조립업체는 무결점의 PCB 기판을 생산하기를 희망하지만, 설계 및 생산 과정에서 지속적인 PCB 문제를 일으키는 몇 가지 문제가 있습니다.

일반적인 문제와 결과는 다음과 같습니다. 용접 불량은 단락, 개방 회로, 냉간 솔더 조인트 등으로 이어집니다. 보드의 전위는 접촉 불량과 전반적인 성능 저하로 이어집니다. 구리 트레이스의 열악한 절연은 트레이스 사이에 아크를 발생시킵니다. 구리 트레이스와 경로가 너무 가까우면 단락 위험이 쉽게 발생합니다. 회로 기판의 두께가 충분하지 않으면 구부러져 균열이 발생합니다.