电路板/线路板常见缺陷有哪些?

PCB线路板中的缺陷包括元件引脚之间的焊桥或不同的焊点,铜线之间的短路,开路,元件移位等等。大多数情况下,制造商在将产品推向市场之前会进行大量测试。但是,有些缺陷可能会被忽视,只有板子在被用户真正使用后缺陷才会凸显出来。此外,由于环境和制造商无法控制的其他条件,现场会出现一些缺陷。此外,一些缺陷是因为发生在超出制造者可控环境或其他条件范围之外。

短路

在PCB生产阶段发生短路的类型是不尽相同的,而其他情况短路的发生,则在焊接或回流焊的过程中,常见的短路包括:

1.当铜迹线之间空间或者间距很小时,会发生短路;

2.未做修剪的元器件引线会引起短路;

3.空中漂浮可导短细线会造成铜迹线之间短路。

焊桥

组件故障:有缺陷的组件通常将其输入或输出短路至电源或地。

开路

当迹线断裂时,或者焊料仅在焊盘上而不在元件引线上时,会发生开路。在这种情况下,元件和PCB线路板之间没有粘连或连接。就像短路一样,这些也可能发生在生产过程中或焊接过程中以及其他操作过程中。振动或拉伸电路板,跌落它们或其他机械形变因素都会破坏迹线或焊点。同样,化学或湿气会导致焊料或金属部件磨损,从而导致组件引线断裂。

电子元器件的松动或错位

在回流焊过程中,小部件可能浮在熔融焊料上并最终脱离目标焊点。移位或倾斜的可能原因包括由于电路板支撑不足,回流炉设置,焊膏问题,人为错误等引起焊接PCB板上元器件的振动或弹跳。

焊接问题

以下是由于不良的焊接做法而引起的一些问题:

受干扰的焊点:由于外界扰动导致焊料在凝固之前移动。这与冷焊点类似,但原因不同,可以通过重新加热进行矫正,并保证焊点在冷却时而不受外界干扰。

冷焊:这种情况发生在焊料不能正确熔化时,导致表面粗糙和连接不可靠。由于过量的焊料阻止了完全熔化,冷焊点也可能发生。补救措施是重新加热接头并去除多余的焊料。

焊锡桥:当焊锡交叉并将两条引线物理连接在一起时会发生这种情况。这些有可能形成意想不到的连接和短路,可能会导致组件烧毁或在电流过高时烧断走线。

焊盘,引脚或引线润湿不足。

太多或太少的焊料。

由于过热或粗糙焊接而被抬高的焊盘。

故障定位和维修技术

一旦出现问题迹象,下一步就是追踪和确定位置。这需要遵循逻辑路径,直到有可能查明缺陷。确定故障位置的不同方式包括无需为电路板供电的目视检查,以及使用测试设备的物理检查。测试技术依赖于高端测试设备或使用基本工具,如万用表等在有电或无电板上。

虽然在具有较大迹线的简单单面板上很容易识别可见的缺陷或问题,但对复杂的多层板进行故障排除往往是一项挑战。难易程度取决于电路板的类型,层数,迹线间距,元件数量,电路板尺寸和其他因素。

尽管更复杂的电路板通常需要特殊的测试设备,但万用表,热像仪,放大镜和示波器等基本工具可以识别大部分问题。

高端测试设备结合了包括微电压和其他非接触式电流跟踪技术在内的多种测量方法,能够准确快速地识别负载和裸PCB中的短路。这些设备中的一些使用电流注入和现场感应来识别确切的位置,而无需为电路板供电或移除组件。但是,高成本可能超出许多设计师的范围。

诺信检测设备

典型的设备包括自动飞行探测仪器,如双面机器人测试仪Takaya9600和AcculogicFLS980。还有自动光学检测(AOI)机器,例如诺信YESTECHFX-942。AOI采用高分辨率相机来检查各种缺陷,包括短路,开路,缺失,不正确或未对齐的元器件。

视觉和物理检测

目视检查可识别缺陷,如重叠痕迹,焊点短路,电路板过热迹象以及烧毁组件。但这仅限于视力能够触及的范围。

一些问题,尤其是当电路板运载过热,而用肉眼很难识别时。在这种情况下,放大镜可以帮助识别一些短路,焊桥,开路,焊点和电路板走线的裂缝,元件偏移等等。

另外,万用表可以确定板子上铜迹线是否存在短路或断路。使用连续性测试,短路电阻值会非常低,通常小于5欧姆。同样,开路电路则会产生非常高的电阻值。

用万用表检测电路板缺陷

当在电子元器件引脚之间检测到低电阻时,最好的办法是把元器件从PCB电路中取出,进行专门检测。如果电阻仍然很低,那么这个元器件就是罪魁祸首,否则需要进一步调查。拆焊时应小心,以免损坏PCB上铜垫或者将要测试的元器件直接从PCB线路板上拔出。

目视检查只适用于电路板的外观查看检测,它可能并不适用于电路板内部层检测。如果外观没有明显可见的缺陷,则需要你为电路板上电并执行更为细致测试,才能检测出电路板是否正常。

定位PCB短路问题点

上述检测方法是有局限性,并且因为在未给电路板上电情况下进行检测。只能检测有限个问题点。也就是说,更容易找到难以发现的缺陷的确切位置,例如已上电的电路板短路问题。这涉及使用诸如电压表之类的工具来测量铜迹线上的电压降,或使用红外相机来识别发热问题点。

低电压测量

该项技术涉及到控制当前通过短路电流量以及找出电流流向。由于电路板上铜迹线也有电阻,通过铜迹线不