电路设计技巧

保护您的PCB设计不受机器组装缺陷的影响

尽管我喜欢为客户设计电子产品,但当我自己的笔记本电脑发生故障时,我会立刻送到维修中心,相信处理各种问题的专家技术人员。但是当我的笔记本电脑返回的时候有一个破损的盖子和一个缺失的螺丝,这就证明人为错误是不可避免的。不幸的是,机器也不可靠。

当您选择使用机器而不是人工组装PCB时,您会期望您的组装PCB没有缺陷。但实际上,PCB组装时几乎无法实现完美。即使使用顶级设备,一小部分电路板偶尔也会遇到质量问题。但是,了解常见问题可以帮助您优化设计,以最大限度地减少甚至防止PCB组装缺陷:

常见的PCB组装缺陷

在PCB进入组装和生产阶段(如安排现场审核或审核)之前,您可以做很多工作来检查制造商。然而,有时候,无论您的检测过程多么彻底,机器会出现故障或遇到意外错误,这可能会让您的设计陷入危险之中。以下是您可能遇到的一些常见问题:

1.焊桥
通电时可能导致严重损坏的最常见PCB装配缺陷之一是细间距元件引线之间的焊桥或短路。短路通常很小,很容易逃脱视觉检查。 PCB组装过程中的短路可能由各种因素引起。例如,元件焊盘太宽而间隙很小会导致焊桥。由于钢网规格不合适,焊盘上的焊料过多也可能导致短路。

人眼通常无法检测出BGA缺陷

2.虚焊
除非您使用放大镜,否则PCB焊盘上的虚焊几乎不可能检测到。目视检查可以告诉我们所有表面安装的元件是否正确焊接。但是,即使组件引线和焊盘之间的微小间隙也足以使得电子器件无法正常工作。此外,太薄的钢网也会导致较少的焊膏沉积并因此导致虚焊。

3.元件偏移
虽然PCB组件的元件偏移的可能性很低,但是它们的确发生了,并且通常对于仔细的观察来说是明显的,除了球栅阵列(BGA)等封装在引脚位于组件底部的封装之外。重新调整元件以重新组装元件需要拆焊并再次手动焊接。这可能会导致进一步的质量问题,因为这些任务的成功取决于技术人员的技能。部件移位通常由物理因素引起,例如传送带中的弯曲导线或高振动。

如何减少甚至防止PCB组装缺陷

在原理上,你的设计看起来很棒。你采用了一个有效的原型,展示了一个伟大产品的承诺。但是,如果您没有采取正确的预防措施来尽量减少PCB组装缺陷,您的努力可能会被浪费。以下是您可以做的减少或防止PCB组装缺陷的方法:

1.询问视觉检查能力
不要以为您的PCB组件供应商配备了视觉检测技术,或者根本就不执行任何质量检查。了解他们的质量检查流程,并询问他们的视觉检测系统是否足以满足您的PCB要求。例如,带有BGA组件的PCB将需要X射线示波器来扫描位于组件下方的焊球。

一个好的视觉检测系统可以识别装配后的缺陷。

2.制作合适的模板
如果你不是大批量生产,PCB模板印刷的成本会大大降低你的利润率。制造更小更薄的模板是很有吸引力的,但是这可能会导致元件引脚和焊盘之间的开放接缝产生逆反。相反,请确保您的PCB模板是根据您的焊盘尺寸正确制作的,以确保正确数量的焊膏沉积。

3.确保组件封装具有合适的尺寸
为精细间距SMD元件获得正确的焊盘尺寸可能会非常棘手。使焊盘过薄,并且焊料不能保持足够的表面积。增加宽度太多并有造成焊桥的风险。大多数SMD元件在数据表中提供了建议的占位面积。相应地创建封装非常重要。

 

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