Wissen, wie man häufige PCB-Fehlermodi vermeidet

11. Januar 2021

Eine Leiterplatte (PCB) ist ein wesentliches und integrales Element der meisten elektronischen Anwendungen. Sie erwecken viele elektromechanische und elektronische Geräte wie Fernseher, Straßenbeleuchtung, Mobiltelefone und viele mehr zum Leben. Daher kann es äußerst störend sein, wenn sie ausfallen. Es gibt mehrere Gründe für einen Leiterplattenausfall. Alles, von rauem Wetter bis hin zum Alter, kann Chaos auf der Leiterplatte verursachen und zu einem vollständigen Ausfall des Geräts führen. Daher ist es wichtig, die Ursachen von Leiterplattenausfällen zu verstehen, um zukünftige Vorkommnisse zu vermeiden. In diesem Beitrag werden die häufigsten Ursachen für PCB-Ausfälle und die Gebote und Verbote zu ihrer Vermeidung erörtert.

Was sind die Gründe für PCB-Fehler?

Eine gut entworfene und erfolgreich hergestellte Leiterplatte, die ihre Leistungsziele über ihre gesamte Lebensdauer erfüllt, ist immer die Erwartung eines Originalgeräteherstellers (OEM). Einige entscheidende Aspekte können jedoch manchmal vom Leiterplattenhersteller übersehen werden. Zweifellos kann der Designprozess für Leiterplatten je nach Komplexität der Platine mühsam und zeitaufwändig sein, und jeder davon birgt ein gewisses Maß an Risiken. Zu den Hauptgründen für das Versagen der Leiterplatte gehören ein unzureichend spezifiziertes Design, Herstellungsfehler, Umweltfaktoren und so weiter. Während einige Faktoren in der Entwurfsphase der Leiterplatte gemildert werden können, kann eine ordnungsgemäße Planung während der Entwurfsphase dazu beitragen, dass die Leiterplatte ihre beste Leistung erbringt. Der nächste Abschnitt beschreibt, welche Fehlermodi während der Bestückung und des Betriebs von Leiterplatten auftreten und erkannt werden können.

Eine kurze Diskussion über die häufigsten Ursachen für PCB-Ausfälle

• Herstellungsfehler:

  Dies ist eine häufige Ursache für das Versagen von Leiterplatten. Diese Defekte sind schwer zu erkennen und noch schwieriger zu beheben. Einige der Herstellungsfehler können im Design abgefangen werden, während andere von den OEMs behoben werden sollten. Hier sind einige häufige Herstellungsfehler:

• Schichtfehlausrichtung:

  Die Ausrichtung des Leiterplattenstapels erfolgt während der Fertigung, und es ist schwierig, Ausrichtungsprobleme zu erkennen, bis die Leiterplatte vollständig bestückt ist. Wenn beispielsweise zum Zeitpunkt der manuellen Inspektion Unterbrechungen, Kurzschlüsse oder gekreuzte Leitungen auftreten, wird dies den Betrieb der Leiterplatte negativ beeinflussen.

• Lötbrücken:

  Dies ist ein weiterer häufiger Fehler, der auftritt, wenn das Lot eine anormale Verbindung zwischen zwei oder mehr benachbarten Leiterbahnen, Pads, Pads und Leiterbahnen in unmittelbarer Nähe bildet.

• Komponentenverschiebung:

  Die Bauteile werden vor dem Löten bei der Bestückung platziert. Wenn sich das Bauteil beim Löten auch nur geringfügig verschiebt, entsteht keine hochwertige Lötstelle. Dies kann zu Tombstoning führen.

• Brettbruch:

  Die Leiterplatte kann aufgrund mechanischer oder physikalischer Belastungen wie z. Vibrationen oder wiederholte Erschütterungen. Manchmal kann die Platine brechen, wenn ihre Nennwerte für die Biegefähigkeit überschritten werden.

• Verschlechterung der Komponentenfunktionalität:

  Der Ausfall der Komponente ist ein weiteres großes Problem. Komponenten können aufgrund schlechter oder geringer Qualität, falscher Auswahl, Gehäusebruch aufgrund übermäßiger Hitze, chemischer Wechselwirkung und vielem mehr ausfallen.

• Leistungsabfall:

  Dies ist einer der am schwierigsten zu erkennenden Fehlermodi. Die allmähliche Verschlechterung der Leistung kann aus vielen Gründen auftreten, darunter Spurenverschlechterung, Oxidation, Kondensation, falsches Kupfergewicht und vieles mehr.

• Delaminierung:

  Wie der Name schon sagt, tritt Delaminierung auf, wenn sich die Platinenlaminierung vom dielektrischen Material löst. Die Hauptursache ist die Verwendung von Materialien, deren Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) für die Wärmeanforderungen der Umgebung niedrig ist.

Oben erwähnte Fehlermodi, die ein Board überleben muss, um sein Lebenszyklus-Betriebsziel zu erreichen. Glücklicherweise können diese Fehler durch Entscheidungen vermieden werden, die beim Entwerfen von Platinen getroffen werden können, um die Wahrscheinlichkeit zu verbessern.

Gebote und Verbote beim PCB-Design zur Vermeidung von Fehlermodi

Mit den folgenden Geboten und Verboten ist es möglich, Fehler im PCB-Fehlermodus zu vermeiden.

Entwerfen Sie Maßnahmen zur Vermeidung von PCB-Fehlermodi

• Eine der besten Möglichkeiten, Leiterplattenausfälle zu vermeiden, ist die Auswahl der besten Materialien und Qualitätskomponenten. Sowohl die Materialauswahl als auch die Bauteilauswahl sollten für das Leiterplattendesign optimiert sein und gleichzeitig Verfügbarkeit und Qualität sicherstellen.

• Eine weitere wichtige Überlegung ist, wer die Leiterplatte bauen soll? Die Auswahl eines Qualitätsanbieters für Fertigungs- und Montagedienstleistungen kann einen erheblichen Unterschied in der PCB-Entwicklung ausmachen.

Design-Don’ts zur Vermeidung von PCB-Fehlermodi

• Nehmen Sie keinen thermischen Widerstand für die Leiterplatte an. Analysieren Sie es stattdessen. Dies ist eine der besten Möglichkeiten, um zu testen, ob die Platine den Heizbedarf der Baugruppe aufrechterhalten kann.

• Gehen Sie nicht von Verlässlichkeit aus. Daher besteht der umsichtige und beste Ansatz darin, Leiterplattentests durchzuführen und das Design und die Funktion der Leiterplatte sicherzustellen.

Mit den oben genannten Designrichtlinien reduzieren Sie die Wahrscheinlichkeit von Leiterplattenfehlern während der Bestückung erheblich. Möchten Sie mehr über die Richtlinien für das PCB-Design erfahren? Wenn ja, dann können Sie sich an branchenführende Leiterplattenhersteller wie Creative Hi-Tech wenden. Ihre erfahrenen Experten unterstützen Sie während des gesamten Prozesses.

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