Häufige PCB-Fehlfunktionen: Ursachen, Symptome und Lösungen

Leiterplattenausfälle sind selten zufällig.
In den meisten Fällen sind Ausfälle das Ergebnis von Konstruktionsentscheidungen, Materialauswahl oder Einschränkungen des Herstellungsprozesses.

Das Verständnis häufiger PCB-Fehlerarten hilft Ingenieuren:

• Schnelleres Erkennen von Grundursachen
• Verbesserung der fertigungsgerechten Konstruktion (DFM)
• Reduzierung von Ausfällen und Garantiekosten im Feld

Dieser Artikel gibt einen praktischen Überblick über die häufigsten Leiterplattenfehler, ihre Symptome und wie sie in der modernen Leiterplattenfertigung vermieden werden.

Was ist ein PCB-Fehler?

Ein PCB-Fehler tritt auf, wenn eine Platine nicht mehr den Anforderungen elektrische, mechanische oder Zuverlässigkeitsanforderungen.

Es kann zu Fehlern kommen:

• Während der elektrischen Prüfung
• Während der PCB-Bestückung
• Nach der Wärmebehandlung
• Im realen Betrieb

Viele Ausfälle entstehen lange bevor die Leiterplatte eingeschaltet wird.

Offene Stromkreise und Kurzschlüsse

Typische Symptome

• Ausfall der elektrischen Prüfung
• Keine Signalkontinuität
• Unerwartete Strompfade

Häufige Ursachen

• Unvollständige Verkupferung
• Über- oder Unterätzung
• Fehlregistrierung der inneren Schicht

Methoden der Prävention

• Kontrollierte Ätzprozesse
• Elektrische Prüfung (E-Prüfung)
• AOI-Inspektion während der Fertigung

Verwandt: PCB Elektrische Prüfung erklärt

Delamination

Unter Delamination versteht man die Trennung zwischen Leiterplattenschichten oder zwischen Kupfer und dielektrischem Material.

Symptome

• Blasenbildung beim Löten
• Im Röntgenbild sichtbare innere Hohlräume
• Reduzierte mechanische Festigkeit

Grundlegende Ursachen

• Übermäßige Feuchtigkeitsaufnahme
• Ungeeignete Laminierungsparameter
• Auswahl inkompatibler Materialien

Ausführlicher Leitfaden:
PCB-Delamination - Ursachen und Prävention

Delamination

Unter Delamination versteht man die Trennung zwischen Leiterplattenschichten oder zwischen Kupfer und dielektrischem Material.

Symptome

• Blasenbildung beim Löten
• Im Röntgenbild sichtbare innere Hohlräume
• Reduzierte mechanische Festigkeit

Grundlegende Ursachen

• Übermäßige Feuchtigkeitsaufnahme
• Ungeeignete Laminierungsparameter
• Auswahl inkompatibler Materialien

Ausführlicher Leitfaden:
PCB-Delamination - Ursachen und Prävention

Konduktive anodische Filamente (CAF) Ausfälle

CAF ist ein latenter Ausfallmodus, der sich mit der Zeit entwickelt.

Merkmale

• Fortschreitender Abbau der Isolierung
• Erscheint oft nach Monaten oder Jahren
• Ausgelöst durch Feuchtigkeit und Spannungsspitzen

Beitragende Faktoren

• Exposition gegenüber Glasfasern
• Harzreiche Gebiete
• Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit

Technische Panne:
CAF-Ausfall in PCB erklärt

Lötstoppmaske und oberflächenbedingte Defekte

Obwohl sie oft übersehen werden, können oberflächenbedingte Mängel echte Funktionsprobleme verursachen.

Beispiele

• Rissbildung in der Lötmaske
• Schlechtes Haftvermögen
• Korrosionsbelastung

Prävention

• Richtige Vorbereitung der Oberfläche
• Kontrollierte Aushärtungsprozesse
• Prüfung der Materialverträglichkeit

Wie die PCB-Fehleranalyse durchgeführt wird

Wenn Fehler auftreten, verwenden die Hersteller strukturierte Analysemethoden.

Zu den gängigen Instrumenten gehören:

• Querschnittsanalyse
• Röntgeninspektion
• Thermische Belastungstests
• Elektrische Neuprüfung

Überblick über die Methoden:
PCB-Fehleranalyse-Methoden erklärt

Die Rolle der Fertigungsprozesskontrolle

Die meisten PCB-Fehler sind vermeidbar.

Zu den wichtigsten Kontrollbereichen gehören:

• Lamellenprofile
• Dicke der Kupferbeschichtung
• Lagerung und Handhabung von Material
• Abdeckung von Inspektionen und Prüfungen

Hersteller wie TOPFAST integrieren Fehlerfeedback in die kontinuierliche Prozessverbesserung, anstatt Fehler als isolierte Ereignisse zu behandeln.

Konstruktionsentscheidungen, die das Ausfallrisiko erhöhen

Die Wahl des Designs hat einen großen Einfluss auf die Ausfallwahrscheinlichkeit.

Zu den risikoreichen Entwurfspraktiken gehören:

• Extrem dünne Dielektrika
• Minimale ringförmige Ringe
• Vias mit hohem Aspektverhältnis
• Enge Abstände in feuchten Umgebungen

Perspektive der Gestaltung:
Leitlinien für PCB-Qualität und -Zuverlässigkeit

Schlussfolgerung

Leiterplattenausfälle werden selten durch einen einzigen Faktor verursacht.
Sie sind in der Regel das Ergebnis von Wechselwirkungen zwischen Design, Materialien und Herstellungsprozessen.

Das Verständnis häufiger Fehlerarten ermöglicht es Ingenieuren,:

• Robustere PCBs entwerfen
• Geeignete Materialien auswählen
• Anwendung der richtigen Inspektions- und Prüfstrategien

Dieser Artikel dient als Grundlage für die PCB-Fehleranalyse Inhaltscluster.

Häufige PCB-Fehlfunktionen FAQ