15種PCB故障模式和解決方法

不管是工程師還是PCB 制造商，都無法避免地會(huì)遇到 PCB 故障。這些故障的出現(xiàn)可能導(dǎo)致產(chǎn)品交期延遲、制造商信譽(yù)受影響，增加時(shí)間和金錢成本。（最重要的還是費(fèi)錢）

今天主要講的是 PCB 故障模式以及 PCB 故障解決方法。

這里主要列舉了以下 15 種 PCB 故障模式：

1、PCB 開裂或者彎曲

2、組裝好的PCB元器件有明顯的極性

3、PCB 焊點(diǎn)斷裂

4、PCB 腐蝕

5、電子元器件燒毀或燒壞（短路）

6、銅重不合適

7、電子元件位置移動(dòng)

8、電子元器件保修期到期

9、由于熔化焊料而導(dǎo)致的去濕

10、PCB 焊接過程的問題

11、PCB 材料的物理問題

12、電子元器件中化學(xué)流體泄漏

13、PCB 設(shè)計(jì)失敗

14、劣質(zhì)電子元器件

15、PCB 放置環(huán)境

一、PCB 開裂或者彎曲

原因：由于高機(jī)械或物理應(yīng)力，印刷電路板組件 (PCBA) 可能會(huì)破裂或彎曲。例如，如果將剛性 PCBA 置于反復(fù)振動(dòng)或熱沖擊下，它可能會(huì)失效。此外，如果你施加的彎曲強(qiáng)度超過其能力，即使是柔性PCBA 也會(huì)破裂。

PCB 開裂或者彎曲

預(yù)防方法：在組裝過程中使用 PCB 之前，對 PCB 進(jìn)行預(yù)烘烤，保存在濕度控制的櫥柜中，去除裸 PCB 中的任何水分，避免在組裝的后期階段引起沖擊。

二、組裝好的 PCB 元器件有明顯的極性

原因：在設(shè)計(jì)PCB布局時(shí)，如果印刷電路板組件上的成分對立不明顯，則可能導(dǎo)致極性反接問題。例如，如果將電池極性接反，可能會(huì)損壞電池和電氣部件。印刷電路板組件也可能出現(xiàn)故障，并可能發(fā)生電擊。

PCB 元器件有明顯的極性

預(yù)防方法：你可以使用二極管或肖特基二極管來減輕反極性的影響。如果你將二極管與電池串聯(lián)，則電路將在極性相反的情況下關(guān)閉，它將防止對印刷電路板組件造成任何重大損壞。

三、PCB 焊點(diǎn)斷裂

原因：PCB 的熱系數(shù)和電子元件的差異可能導(dǎo)致焊點(diǎn)斷裂。如果將印刷電路板組件置于反復(fù)高溫或低溫的環(huán)境中，則可能會(huì)出現(xiàn)故障。另一個(gè)原因可能是手動(dòng)焊接，這使得焊料更容易受到熱應(yīng)力。

PCB 焊點(diǎn)斷裂

預(yù)防方法：如果使用專門的自動(dòng)機(jī)器來焊接電子元件，會(huì)好很多。在將 PCB 送至組裝過程之前，請確保已經(jīng)過目視檢查。

四、PCB 腐蝕

原因：由于在 PCB 組裝過程中使用了助焊劑，可能會(huì)有一些殘留物，因此印刷電路板組件可能會(huì)腐蝕。助焊劑對于確保電氣元件的安全連接是必不可少的。但是，一旦接觸，它也會(huì)導(dǎo)致它們的腐蝕。

導(dǎo)致 PCB 有缺陷的白色殘留物

預(yù)防方法：助焊劑由有機(jī)酸組成，例如檸檬酸或己二酸。PCB 組裝商應(yīng)確保從 PCB 表面消除任何多余的助焊劑。這樣就不會(huì)有助焊劑破壞金屬觸點(diǎn)。如果 PCB 組裝商使用回流焊機(jī)，應(yīng)該記得沖洗掉任何多余的助焊劑。

五、電子元器件燒毀或燒壞（短路）

原因：在 PCB 組裝過程中，短路可能會(huì)損壞 PCB 和電子元件。這可能是由于未檢測到的焊橋、潮濕或意外事件（如高電流尖峰）造成短路。短路會(huì)對組件造成突然和突然的損壞，還可能導(dǎo)致火災(zāi)和電氣設(shè)備損壞。

由于短路而燒毀的PCB

預(yù)防方法：進(jìn)行目視檢查來檢查 PCB 表面的短路情況。對于內(nèi)層，電氣測試最適合印刷電路板組裝，該測試主要檢查是否有短路或開路。此外，你還可以將獲得的讀數(shù)與從探針測試獲得的讀數(shù)進(jìn)行比較。

此外，在設(shè)計(jì) PCB 布局時(shí)，PCB 組裝人員必須準(zhǔn)確對齊每一層。這樣，它們將能夠協(xié)同工作并避免任何短路，你還可以減少 PCB 模板的厚度以減少焊膏沉積。

六、銅重不合適

原因：為了印刷電路板組件中的良好電流，正確的銅箔重量是必要的。如果銅重量太薄或太厚，都會(huì)導(dǎo)致你的印刷電路板組件出現(xiàn)故障，這主要因?yàn)樵谠O(shè)計(jì) PCB布局時(shí)尺寸確定和走線寬度選擇不當(dāng)。

同一層電路上的多個(gè)銅重量

預(yù)防方法：PCB 組裝商必須遵循 PCB 工程師要求的銅重量規(guī)格，銅不能太厚，因?yàn)樗鼤?huì)增加成本，也不能太薄，因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)導(dǎo)致 PCB 發(fā)熱。

七、元件位置移動(dòng)

原因：在 PCB 組裝中，拾取和放置或其他一些自動(dòng)機(jī)器放置電路板的組件。如果在焊接過程中由于熔化的焊料導(dǎo)致元件移位或移動(dòng)，PCB 可能會(huì)有故障。主要是因?yàn)椴粫?huì)形成可靠的焊點(diǎn)并可能導(dǎo)致開路。

預(yù)防方法：PCB 組裝商應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)的濕度和溫度要求，他們可能會(huì)使用更精確的拾取和放置機(jī)器來精確放置組件。此外，如果你還使用更具腐蝕性的助焊劑，它將提高零件的可焊性，這可以使電子元器件保持在原來的位置。

元件位置錯(cuò)誤調(diào)整

八、電子元器件保修期到期

原因：如果印刷電路板組件中的任何單個(gè)組件出現(xiàn)故障，則可能導(dǎo)致整個(gè) PCB 組件崩潰，零件可能因逆向選擇而失效。如果不確保這些組件沒有有限保修，將會(huì)有所幫助。此外，如果你選擇低質(zhì)量的組件，它會(huì)降低零件的使用壽命，甚至可能在保修期到期之前就已經(jīng)不行了。

各種電子元件

預(yù)防方法：應(yīng)該仔細(xì)選擇組件或要求你的PCB 廠這樣做，零件不應(yīng)損壞或質(zhì)量低下（電子元器件備損）。此外，你可以直接添加元器件備損。

九、 PCB 熱壓力或者濕壓力

原因：不同的材料具有不同的膨脹率，因此當(dāng)施加恒定的熱應(yīng)力時(shí)，它會(huì)破壞焊點(diǎn)并損壞組件。如果使用錯(cuò)誤的銅重量或存在電鍍問題，熱因素的應(yīng)力將會(huì)增加。即使在制造過程中，組裝 PCB 的房間的溫度也會(huì)影響其性能。

組裝電路板

預(yù)防方法：PCB 組裝人員必須進(jìn)行仔細(xì)的電路板檢查，做好準(zhǔn)備，然后進(jìn)行必要的清潔。鉛筆橡皮擦可消除任何輕微的腐蝕或生銹。你可以通過它們的深棕色來識(shí)別亞光銅墊。焊錫不粘在受生銹影響的表面上，必須清潔后涂抹，并用焊錫芯去除多余的。

十、PCB 焊接過程的問題

焊料對于電子電路的工作至關(guān)重要，因此需要多加注意。最常見的與焊料相關(guān)的問題是助焊劑污染和不良的加工條件。助焊劑是在將電子元件焊接到電路板上之前和期間使用的化學(xué)清潔劑，一些助焊劑殘留物會(huì)吸收可能導(dǎo)電的水分，從而導(dǎo)致短路。如果焊接過程沒有正確設(shè)置和控制，可能會(huì)導(dǎo)致接頭開路和污染。

PCB 焊接過程的問題

十一、PCB 使用材料的物理問題

PCB 中使用的材料經(jīng)常會(huì)遇到導(dǎo)致電路板失效的問題。在制造階段，如果 PCB 的某一層未對齊，則會(huì)導(dǎo)致短路、開路和交叉信號(hào)線。如果材料出現(xiàn)斷裂、空洞和分層等心理缺陷，將嚴(yán)重影響PCB的性能，如果使用的材料不純，也會(huì)發(fā)生故障。

PCB 焊接過程的問題

十二、PCB 中電子元器件中化學(xué)流體泄漏

組件泄漏的任何化學(xué)液體的存在都會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞 PCB 并導(dǎo)致故障。大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)在制造過程中被去除。但是，可能會(huì)留下微量元素。在組件的封裝內(nèi)部，可能會(huì)發(fā)生泄漏，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體或封裝快速老化。這種化學(xué)泄漏最終會(huì)導(dǎo)致短路或腐蝕。

電子元器件化學(xué)流體泄漏

十三、PCB 組件設(shè)計(jì)失敗

PCB 故障的最常見原因之一是由于 PCB 空間不足而導(dǎo)致的組件放置不正確、電源故障或過熱?？臻g是至關(guān)重要的，尤其是當(dāng)電路板變得更加復(fù)雜并且需要滿足苛刻的要求時(shí)。這里只是一些在設(shè)計(jì)和制造階段可能出錯(cuò)的例子。不要忘記，通過遵循正確的 PCB 設(shè)計(jì)規(guī)則，可以避免許多此類問題。

焊接問題

化學(xué)（流體）泄漏

元件屏障破損

錯(cuò)誤的組件放置

燒毀的組件

PCB 組件設(shè)計(jì)

十四、劣質(zhì)電子元器件

找到符合電路設(shè)計(jì)的電子元器件沒有那么容易，不管是保證封裝還是管理元器件，在考慮 PCB 組裝和制造時(shí)，找到優(yōu)質(zhì)的電子元器件是十分重要的。

緊密放置的走線和通路、冷焊點(diǎn)焊接不良、電路板之間的連接性差、電路板厚度不足以及使用假冒元件只是可能面臨的一些問題。

電子元器件

十五、PCB 放置環(huán)境

PCB 暴露于熱、灰塵和濕氣、意外撞擊（跌落和跌）以及電源過載/浪涌都可能是電路板故障的原因。然而，造成電路板過早失效的最具破壞性的原因是裝配階段的靜電放電 (ESD)。靜電放電 (ESD) 是兩個(gè)帶電物體之間由于接觸短路或介電擊穿而引起的突然電流流動(dòng)。靜電積聚可能是由摩擦充電或靜電感應(yīng)引起的。

審核編輯：湯梓紅