Défaillances courantes des circuits imprimés : Causes, symptômes et solutions

Les défaillances des circuits imprimés sont rarement dues au hasard.
Dans la plupart des cas, les échecs sont dus à les décisions de conception, le choix des matériaux ou les limites du processus de fabrication.

La compréhension des modes de défaillance courants des circuits imprimés aide les ingénieurs :

• Identifier plus rapidement les causes profondes
• Améliorer la conception pour la fabrication (DFM)
• Réduire les défaillances sur le terrain et les coûts de garantie

Cet article donne un aperçu pratique des défaillances les plus courantes des circuits imprimés, de leurs symptômes et de la manière dont elles sont évitées dans la fabrication moderne des circuits imprimés.

Qu'est-ce qu'une défaillance du circuit imprimé ?

Il y a défaillance d'une carte de circuits imprimés lorsqu'elle n'est plus conforme à ses spécifications. les exigences en matière d'électricité, de mécanique ou de fiabilité.

Des défaillances peuvent apparaître :

• Pendant les essais électriques
• Pendant l'assemblage du circuit imprimé
• Après le cycle thermique
• En situation réelle

De nombreuses pannes surviennent bien avant que la carte de circuit imprimé ne soit mise sous tension.

Circuits ouverts et courts-circuits

Symptômes typiques

• Échec du test électrique
• Pas de continuité du signal
• Trajets de courant inattendus

Causes communes

• Cuivrage incomplet
• Gravure excessive ou insuffisante
• Mauvais enregistrement de la couche interne

Méthodes de prévention

• Procédés de gravure contrôlés
• Essais électriques (E-test)
• Inspection AOI pendant la fabrication

En rapport : Explication du contrôle électrique des PCB

Décollement

Le décollement désigne la séparation entre les couches du circuit imprimé ou entre le cuivre et le matériau diélectrique.

Symptômes

• Formation de cloques lors du brasage
• Vides internes visibles aux rayons X
• Résistance mécanique réduite

Causes profondes

• Absorption excessive d'humidité
• Paramètres de laminage inappropriés
• Sélection de matériaux incompatibles

Guide approfondi :
Décollement des PCB : causes et prévention

Décollement

Le décollement désigne la séparation entre les couches du circuit imprimé ou entre le cuivre et le matériau diélectrique.

Symptômes

• Formation de cloques lors du brasage
• Vides internes visibles aux rayons X
• Résistance mécanique réduite

Causes profondes

• Absorption excessive d'humidité
• Paramètres de laminage inappropriés
• Sélection de matériaux incompatibles

Guide approfondi :
Décollement des PCB : causes et prévention

Défaillances du filament anodique conducteur (CAF)

Le CAF est un mode d'échec latent qui se développe au fil du temps.

Caractéristiques

• Rupture progressive de l'isolation
• Apparaît souvent après des mois ou des années
• Déclenchée par l'humidité et la polarisation de la tension

Facteurs contributifs

• Exposition à la fibre de verre
• Zones riches en résine
• Environnements à forte humidité

Répartition technique :
L'échec de la CAF au PCB expliqué

Défauts liés au masque de soudure et à la surface

Bien que souvent négligés, les défauts de surface peuvent causer de réels problèmes fonctionnels.

Exemples

• Fissuration du masque de soudure
• Faible adhérence
• Exposition à la corrosion

La prévention

• Préparation adéquate de la surface
• Procédés de durcissement contrôlés
• Contrôles de compatibilité des matériaux

Comment l'analyse des défaillances des circuits imprimés est-elle effectuée ?

En cas de défaillance, les fabricants utilisent des méthodes d'analyse structurées.

Les outils les plus courants sont les suivants

• Analyse transversale
• Inspection par rayons X
• Essai de contrainte thermique
• Répétition des essais électriques

Aperçu des méthodes :
Explication des méthodes d'analyse des défaillances des PCB

Rôle du contrôle des processus de fabrication

La plupart des défaillances des circuits imprimés sont évitable.

Les principaux domaines de contrôle sont les suivants

• Profils de laminage
• Épaisseur du placage de cuivre
• Stockage et manutention des matériaux
• Couverture des inspections et des essais

Les fabricants comme TOPFAST intègrent le retour d'information sur les défaillances dans l'amélioration continue des processus au lieu de traiter les défaillances comme des événements isolés.

Les décisions de conception qui augmentent le risque de défaillance

Les choix de conception influencent fortement la probabilité de défaillance.

Les pratiques de conception à haut risque comprennent

• Diélectriques extrêmement fins
• Anneaux annulaires minimaux
• Vias à haut rapport d'aspect
• Espacement serré dans les environnements humides

La perspective de la conception :
Lignes directrices pour la conception de la qualité et de la fiabilité des circuits imprimés

Conclusion

Les défaillances des circuits imprimés sont rarement dues à un seul facteur.
Ils sont généralement le résultat de les interactions entre la conception, les matériaux et les processus de fabrication.

La compréhension des modes de défaillance courants permet aux ingénieurs de

• Concevoir des circuits imprimés plus robustes
• Sélectionner les matériaux appropriés
• Appliquer les bonnes stratégies d'inspection et d'essai

Cet article sert de base à la Analyse des défaillances des circuits imprimés groupe de contenu.

FAQ sur les défaillances courantes des circuits imprimés