A importância da inspeção de PCB
1. Garantir a qualidade dos produtos electrónicos
Através da inspeção, os problemas no Fabrico de PCB O processo de fabrico de produtos electrónicos pode ser prontamente identificado e corrigido, impedindo a entrada no mercado de produtos que não cumprem as normas. Isto salvaguarda a estabilidade e a segurança dos produtos electrónicos.
2.Melhoria dos processos de produção
Os problemas detectados durante a inspeção fornecem bases científicas para a otimização e atualização dos produtos.Os fabricantes podem aperfeiçoar continuamente as técnicas de produção com base nos resultados da inspeção, melhorando assim a qualidade e o desempenho dos PCB.
1.Conhecimentos básicos de inspeção de PCB
1.1 Inspeção visual
Efetuar uma inspeção visual exaustiva da placa de circuito impresso para procurar sinais visíveis de danos, incluindo
- Danos nos componentes, peças em falta ou desalinhadas
- Fissuras na junta de solda, solda fria ou solda virtual
- Circuitos queimados, partidos ou corroídos
- Contaminação, riscos ou deformação da placa
1.2 Preparação da segurança eléctrica
- Assegurar que o equipamento de teste (ferro de soldar, multímetro, etc.) tem um bom desempenho em termos de isolamento
- Evitar operações em tensão para reduzir os riscos de danos nos circuitos
- Confirmar se o ambiente de trabalho está seco e isento de interferências electrostáticas antes de efetuar o teste
1.3 Compreensão do princípio do circuito
- Estar familiarizado com as funções dos circuitos integrados, parâmetros eléctricos e funções dos pinos
- Dominar a gama de tensões normais e as caraterísticas das formas de onda dos principais pontos de ensaio
1.4 Precauções de medição
| Precaução | Conteúdo específico |
|---|
| Prevenção de curto-circuito | Sondas seguras durante os ensaios para evitar curto-circuitos entre pinos, especialmente para circuitos integrados CMOS |
| Seleção de instrumentos | Utilizar multímetros de alta impedância para medir a tensão contínua e reduzir os erros de medição |
| Gestão térmica | Assegurar que os circuitos integrados de potência têm uma boa dissipação de calor para evitar danos por sobreaquecimento |
| Qualidade da solda | Assegurar que as juntas de soldadura estão firmes, sem solda fria ou aderência de solda, e verificar a existência de curto-circuitos após a soldadura |
1.5 Princípios do julgamento de falhas
Não conclua facilmente que um circuito integrado está danificado. Confirme através de várias medições e exclua factores externos.
2. Métodos de depuração de PCB
2.1 Inspeção preliminar
- Inspeção visual:Confirmar que não existem danos mecânicos ou curto-circuitos evidentes
- Teste de potência:Medir a resistência entre as linhas de alimentação e de terra para garantir um valor de resistência suficiente
2.2 Instalação e teste passo a passo
- Instalação do módulo de potência: Primeiro, instale a secção de alimentação e teste a saída utilizando uma fonte de alimentação regulada ajustável
- Instalação modular: Instalar os componentes módulo a módulo, efectuando testes funcionais após a instalação de cada módulo
- Teste geral: Efetuar testes funcionais ao nível do sistema após a instalação de todos os módulos
3. Métodos de diagnóstico de falhas de PCB
3.1 Método de medição da tensão
- Verificar se a tensão dos pinos de alimentação de cada chip’ é normal
- Identificar problemas de energia: tensão anormal, ondulação excessiva ou instabilidade
3.2 Método de injeção de sinal
- Injetar sinais a partir da extremidade de entrada e detetar sequencialmente formas de onda em cada ponto
- Localizar anomalias do sinal: atenuação, distorção ou interrupção
3.3 Método de inspeção sensorial
Utilizar meios sensoriais múltiplos para identificar problemas:
- Visão: Danos físicos nos componentes, marcas de queimaduras
- Audição: Sons anormais (sons de descarga, sons de oscilação)
- Cheiro: Odor a queimado, cheiro a químicos
- Tato: Componentes sobreaquecidos, ligações soltas
4. Análise de falhas de PCB
4.1 Classificação das causas de falha
| Categoria de falha | Causas específicas |
|---|
| Questões materiais | Defeitos no substrato, materiais de soldadura não qualificados e envelhecimento do material |
| Defeitos de conceção | Cablagem demasiado densa, carga de corrente insuficiente, dissipação de calor inadequada |
| Técnicas de processamento | Desvios de impressão, gravação incompleta e perfuração incorrecta |
| Factores ambientais | Alta temperatura, alta humidade, vibração, gases corrosivos |
| Utilização incorrecta | Sobrecarga, curto-circuito, funcionamento incorreto |
4.2 Métodos de análise de falhas
- Inspeção visual: Observar danos físicos ao microscópio
- Ensaios eléctricosUtilizar multímetros e osciloscópios para testar a condutividade e o isolamento
- Análise térmica: Utilizar câmaras termográficas para identificar áreas de sobreaquecimento
- Análise química: Análise da composição do material para determinar a contaminação ou a corrosão
- Análise FMEA: Identificar sistematicamente os potenciais modos de falha
5. Guia de aceitação da qualidade de PCB
5.1 Normas de inspeção visual
- Qualidade da superfícieSem riscos, amolgadelas, manchas de óleo ou impressões digitais
- Circuitos e Pads: Circuitos completos, almofadas planas sem oxidação
- Marcações de serigrafia: Clara e exacta, incluindo símbolos de componentes, números e polaridade
5.2 Teste de desempenho elétrico
| Tipo de teste | Método de ensaio | Norma de qualificação |
|---|
| Teste de condutividade | Multímetro/Testador de condutividade | Sem curto-circuitos/circuitos abertos |
| Teste de resistência de isolamento | Testador de resistência de isolamento | O valor da resistência cumpre as normas de conceção |
| Teste de tensão de resistência | Testador de tensão de resistência | Sem avaria/flashover |
5.3 Inspeção das dimensões e das tolerâncias
- Dimensões de contorno: O comprimento, a largura e a espessura cumprem os requisitos do projeto
- Posição e abertura do furo: Posicionamento exato dos furos de montagem e dos furos de posicionamento
- Espaçamento entre linhas: A largura e o espaçamento das linhas estão em conformidade com as especificações do projeto
5.4 Avaliação da capacidade de fabrico e montagem
- Viabilidade do processo: O projeto está em conformidade com as capacidades do processo de fabrico
- Seleção de materiaisO desempenho do material cumpre os requisitos da norma
- Instalação de componentes: O design da almofada facilita a instalação e a soldadura
- Conveniência de manutenção: Definição razoável dos pontos de teste, fácil substituição de componentes
5.5 Revisão de documentos
- Documentos de conceção: Diagramas de circuitos completos e precisos, diagramas de disposição, ficheiros Gerber
- Registos do processo de produção: Relatórios de inspeção das matérias-primas, registos dos parâmetros do processo
- Relatórios de ensaio: Relatórios completos de desempenho elétrico e de inspeção dimensional
6. Problemas e soluções comuns de inspeção de PCB
6.1 Problemas comuns de inspeção
- Soldadura a frio/Soldadura virtual: As juntas de solda parecem boas, mas a ligação eléctrica não é fiável
- Bolas de solda/impurezas: Pequenas bolas de solda geradas durante a soldadura podem causar curto-circuitos
- Descascamento de folha de cobre: Adesão insuficiente entre o substrato e a folha de cobre
- Máscara de solda deficiente: Cobertura incompleta ou espessura irregular
6.2 Soluções e medidas preventivas
- Otimizar os parâmetros do processo de soldadura (temperatura, tempo, utilização de fluxo)
- Reforçar a inspeção dos materiais recebidos para garantir a qualidade das placas e das soldas
- Melhorar o design para evitar o encaminhamento de ângulos agudos e o desequilíbrio da folha de cobre
- Manutenção regular do equipamento de inspeção para garantir a precisão das medições
Através de métodos de ensaio sistemáticos e de procedimentos rigorosos de aceitação da qualidade, a fiabilidade e a vida útil das placas PCB podem ser significativamente melhoradas, proporcionando uma base sólida para a qualidade global dos produtos electrónicos.