一般的な PCB 障害モードを回避する方法を知る

2021 年 1 月 11 日

プリント回路基板 (PCB) は、ほとんどの電子アプリケーションに欠かせない要素の 1 つです。それらは、テレビ、街灯、携帯電話など、多くの電気機械および電子デバイスに命を吹き込みます。したがって、失敗すると非常に混乱する可能性があります。 PCB の故障にはいくつかの理由があります。過酷な天候から経年劣化まで、あらゆることが回路基板に大混乱を引き起こし、デバイスの完全な故障を引き起こす可能性があります.したがって、将来の発生を防ぐために、PCB 障害の原因を理解することが重要です。この投稿では、最も一般的な PCB 障害の原因と、それらを回避するための推奨事項と禁止事項について説明します。

PCB の故障の理由は?

適切に設計され、製造に成功し、その寿命にわたって性能目標を達成する回路基板は、相手先商標製造会社 (OEM) の期待です。ただし、PCB メーカーはいくつかの重要な側面を見落としている場合があります。間違いなく、回路基板の設計プロセスは、基板の複雑さによっては退屈で時間がかかり、それぞれにある程度のリスクが伴います。回路基板の故障の主な理由には、設計不足、製造上の欠陥、環境要因などがあります。回路基板の設計段階でいくつかの要因を軽減できますが、設計段階で適切な計画を立てることで、回路基板が最高の性能を発揮するのに役立ちます。次のセクションでは、回路基板の組み立てと操作中にどのような障害モードが発生し、検出されるかについて説明します。

最も一般的な PCB 障害の原因に関する簡単な説明

• 製造上の欠陥:

  これは、PCB 障害の一般的な理由の 1 つです。これらの欠陥は検出が難しく、修正するのはさらに困難です。製造上の欠陥の中には、設計で回避できるものもあれば、OEM が修正する必要があるものもあります。一般的な製造上の欠陥は次のとおりです:

• レイヤーのずれ:

  PCB スタックアップの位置合わせは製造中に行われ、回路基板が完全に組み立てられるまで位置合わせの問題を検出することは困難です。たとえば、手動検査時に、オープン、ショート、またはクロス ラインが発生すると、回路基板の動作に悪影響を及ぼします。

• はんだブリッジ:

  これは、近接した 2 つ以上の隣接するトレース、パッド、パッド、およびトレースの間で、はんだが異常な接続を形成するときに発生する、もう 1 つの一般的な欠陥です。

• コンポーネントのシフト:

  コンポーネントは、組み立て中のはんだ付けの前に配置されます。はんだ付け中にコンポーネントが少しでもずれると、高品質のはんだ接合が形成されません。これにより、トゥームストーンが発生する可能性があります。

• ボードの破損:

  などの機械的または物理的なストレスにより、回路基板が故障する可能性があります。振動または繰り返される衝撃。曲げ能力の定格を超えると、ボードが破損することがあります。

• コンポーネントの機能低下:

  コンポーネントの障害は、もう 1 つの大きな問題です。コンポーネントは、品質の低さ、不適切な選択、過度の熱によるパッケージの破損、化学的相互作用などにより、故障する可能性があります。

• パフォーマンスの低下:

  これは、検出するのが最も難しい障害モードの 1 つです。トレースの劣化、酸化、結露、不適切な銅重量など、多くの理由により、パフォーマンスが徐々に低下する可能性があります。

• 層間剥離:

  名前が示すように、基板のラミネートが誘電体材料から剥がれるときに剥離が発生します。主な原因は、環境の熱要件に対して熱膨張係数 (CTE) が低い材料の使用です。

ライフサイクルの運用目標を満たすためにボードが生き残らなければならない上記の障害モード。幸いなことに、これらの失敗は、ボードを設計する際に確率を向上させる決定を下すことで回避できます。

故障モードを回避するための PCB 設計の推奨事項と禁止事項

以下のすべきこととすべきでないことにより、PCB 障害モードの不測の事態を回避することができます。

PCB 故障モードを回避するための設計要領

• PCB の故障を回避する最良の方法の 1 つは、最高の材料と高品質のコンポーネントを選択することです。材料とコンポーネントの選択は、入手可能性と品質を確保しながら、回路基板の設計に合わせて最適化する必要があります。

• もう 1 つの重要な考慮事項は、誰が回路基板を作成する必要があるかということです。高品質の製造および組立サービス プロバイダーを選択することで、PCB 開発に大きな違いが生じる可能性があります。

PCB 故障モードを回避する設計上の禁止事項

• 回路基板の熱抵抗を想定しないでください。代わりに、それを分析します。これは、基板がアセンブリの加熱要件に耐えられるかどうかをテストする最良の方法の 1 つです。

• 信頼性を仮定しないでください。したがって、慎重かつ最善のアプローチは、回路基板のテストを実施し、基板の設計と機能を確認することです。

上記の設計ガイドラインを使用すると、アセンブリ中に PCB の故障モードが発生する可能性が大幅に減少します。 PCB 設計ガイドラインについて詳しく知りたいですか?はいの場合は、Creative Hi-Tech などの業界をリードする PCB メーカーにお問い合わせください。彼らの経験豊富な専門家が、プロセス全体を通してあなたを支援します。

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