13 nguyên nhân gây lỗi bảng mạch PCB (Phần 2) – 3D Vina

13-nguyen-nhan-gay-loi-bang-mach-pcb-ma-dan-ki-thuat-nen-biet-phan-2

Trong phần 1, chúng tôi đã cùng bạn tìm hiểu 6 nguyên nhân gây lỗi bảng mạch PCB liên quan đến các vấn đề khác nhau: Mạ voids, khe hở từ đồng đến cạnh không đủ, mối hàn kém, thiếu mặt nạ hàn giữa các miếng đệm, bẫy axit, các thành phần được sản xuất kém. Trong phần này, chúng ta sẽ tiếp tục cùng nhau tìm hiểu 7 nguyên nhân còn lại gây lỗi PCB mà dân kĩ thuật không thể bỏ qua. 

13-nguyen-nhan-gay-loi-bang-mach-pcb-ma-dan-ki-thuat-nen-biet-phan-2

 

7. CÁC VẤN ĐỀ VỀ ĐIỆN TỪ

Tương thích điện từ và nhiễu điện từ là hai vấn đề có thể gây lỗi bảng mạch PCB. Tương thích điện từ (EMC) liên quan đến việc tạo ra, lan truyền và tiếp nhận năng lượng điện từ, trong khi nhiễu điện từ (EMI) đề cập đến các tác động không mong muốn và gây hại của EMC này. Quá nhiều EMI có thể dẫn đến sản phẩm bị lỗi. Thông thường, những vấn đề này là kết quả của một trong nhiều lỗi thiết kế có thể xảy ra.

13-nguyen-nhan-gay-loi-bang-mach-pcb-ma-dan-ki-thuat-nen-biet-phan-2

EMI có thể được giảm thiểu bằng cách tăng diện tích mặt đất của bảng mạch và chia nhỏ bảng mạch dành riêng cho EMI. Ngoài ra, nên tránh các góc 90 độ đối với hầu hết các thành phần, vì chúng có xu hướng làm tăng nhiễu EMI. Khi nghi ngờ, hãy sử dụng cáp được che chắn trong quá trình lắp ráp cáp và bao bì kim loại để hấp thụ EMC và giảm EMI.

Một chuyên gia sản xuất bảng mạch PCB có thể giúp xác định các lỗi thiết kế tiềm ẩn này và làm việc với bạn để thiết kế lại nếu EMC và EMI được ghi nhận là các vấn đề trong giai đoạn tạo mẫu.

8. YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG

Chất lượng PCB có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường. PCB thường xuyên tiếp xúc với độ ẩm, bụi, nhiệt và lạnh có thể bị hỏng. Ví dụ, sự thay đổi nhiệt độ có thể làm cho các phần tử trong PCB co lại hoặc giãn nở, có thể làm hỏng hoặc làm cong các mối hàn và bo mạch.

Bụi thêm xung quanh PCB có thể dần dần tích tụ, cuối cùng làm tắc nghẽn bo mạch. Sự tắc nghẽn này có thể khiến bo mạch PCB quá nóng và cần phải sửa chữa điện tử. Ngoài ra, độ ẩm dư thừa có thể gây ra ăn mòn, rỉ sét và oxy hóa, gây lỗi bảng mạch PCB.

9.THIẾU KIỂM TRA DFM

Kiểm tra DFM là quá trình kiểm tra cách bố trí bảng mạch để giảm thiểu bất kỳ sự cố nào có thể xảy ra trong quá trình chế tạo và lắp ráp. Có một số yếu tố chính trong DFM, nhưng tóm lại, nó đảm bảo rằng thiết kế sẽ dẫn đến một sản phẩm nhất quán hoạt động chính xác và như mong đợi. Không giống như các tiêu chuẩn khác chỉ xem xét khả năng hoạt động của bảng mạch, DFM xem xét cách bảng mạch có khả năng bị hỏng.

Thiếu kiểm tra DFM, các nhà sản xuất sẽ rất dễ bỏ qua các lỗi nhỏ. Mà đối việc sản xuất bảng mạch PCB chỉ một khiếm khuyết cũng có thể gây lỗi bảng mạch PCB thậm chí là hỏng hóc. Do vậy, các nhà máy sản xuấ cần thiết hành kiểm tra DFM để bảm bảo chất lượng hoàn hảo cho bảng mạch in điện tử của mình.

13-nguyen-nhan-gay-loi-bang-mach-pcb-ma-dan-ki-thuat-nen-biet-phan-2

10. CHÁY BẢNG MẠCH

Nhiệt độ cao được sử dụng trong quá trình sản xuất bảng mạch có thể đốt cháy các thành phần của bảng mạch PCB, đặc biệt nếu chúng được đóng gói chặt chẽ với nhau với ít không gian xung quanh. Vì các bảng mạch có xu hướng chạy khá nhanh, chúng sẽ nóng lên, điều này có thể gây ra vấn đề khi PCB được đóng gói quá chặt. Sự sắp xếp này giữ nhiệt và làm tăng nguy cơ bảng mạch quá nóng và cháy.

Bo mạch bị cháy đặc biệt khó xử lý vì sức nóng bên trong bo mạch có khả năng phá hủy phần bị lỗi cùng với nhiều phần khác. Sự gia nhiệt xảy ra càng nhiều, nó càng có thể dẫn đến lỗi bảng mạch PCB. Hư hỏng do sưởi ấm không được kiểm tra có thể khiến việc chẩn đoán không thể thực hiện được.

Vì bảng mạch chỉ có thể xử lý và hấp thụ rất nhiều nhiệt trước khi hỏng hoàn toàn, nên nhiệt lượng dư thừa có thể khiến bảng vĩnh viễn không thể sử dụng được. Chú ý đến cấu trúc và kích thước của bo mạch có thể làm giảm sự nóng lên và giữ cho các bảng mạch an toàn bằng cách đảm bảo chúng không được đóng gói quá chặt chẽ.

11. TUỔI THỌ BẢNG MẠCH PCB

Tình trạng hư hỏng do tuổi thọ là nguyên nhân phổ biến của nhiều lỗi bảng mạch PCB. Các linh kiện bị lão hóa, mài mòn và hỏng hóc ,  gây ra các tác động tiêu cực như rò rỉ dòng điện, phá vỡ lớp cách điện, giảm điện dung và điện trở. Theo thời gian, các yếu tố như thời tiết và độ ẩm cũng có thể làm mòn bo mạch. Đôi khi, có thể thay thế các thành phần riêng lẻ mà không cần mua PCB hoàn toàn mới. Và đôi khi các thành phần chỉ đơn thuần bị lệch khỏi vị trí của chúng trên bo mạch theo thời gian và có thể được đặt trở lại đúng vị trí của chúng.

12. RÒ RỈ HÓA CHẤT

13-nguyen-nhan-gay-loi-bang-mach-pcb-ma-dan-ki-thuat-nen-biet-phan-2

Rò rỉ hóa chất là một trong những vấn đề phổ biến làm bảng mạch PCB bị lỗi, có thể xảy ra do nhiều hóa chất khác nhau được sử dụng trong quá trình sản xuất. Các nhà sản xuất luôn nỗ lực để làm sạch các bảng mạch kỹ lưỡng. Tuy nhiên, đôi khi có thể có một lượng nhỏ cặn hóa chất vẫn còn trên bảng. Theo thời gian, sự rò rỉ của các dư lượng hóa chất này có thể ăn mòn các thành phần kim loại của bo mạch và gây đoản mạch cho bo mạch.

13. VẤN ĐỀ VỀ THERMALS (CỘT NHIỆT)

Thermals (cột nhiệt) là những vết nhỏ xung quanh miếng đệm và được sử dụng để kết nối miếng đệm với mặt phẳng. Các nhiệt này cho phép các tấm đệm phân tán nhiệt hiệu quả hơn và là thành phần quan trọng trong quá trình hàn. Tuy nhiên, đôi khi, khoảng trống giữa nhiệt và phần còn lại của mặt phẳng, hoặc nhiệt và tấm đệm, có thể dẫn đến kết nối không hoàn chỉnh, làm giảm hiệu quả của hệ thống truyền nhiệt mà các nhiệt này tạo ra. Điều này có thể dẫn đến một số vấn đề về chức năng.

Khi thermals mất nhiệt sẽ mất nhiều thời gian hơn để truyền nhiệt từ các miếng đệm đến phần còn lại của mặt phẳng, điều này có thể gặp vấn đề trong quá trình hàn hoặc nếu mạch đang bị ứng suất nhiệt. Tấm tản nhiệt có sự truyền nhiệt không đúng cách có thể hàn kỳ lạ và sẽ mất một thời gian dài bất thường để hàn lại, làm chậm quá trình lắp ráp. Sau khi sản xuất, các bảng mạch bị mất nhiệt có thể dễ hư hỏng gây lỗi bảng mạch in.

Nguồn gốc của vấn đề này thường được tìm thấy nhất trong quá trình sản xuất. Các kết nối nhiệt này thường được gắn chính xác với lớp mặt phẳng trong hệ thống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD) nhưng bằng cách nào đó được sản xuất với kết nối giảm với phần còn lại của mặt phẳng. Các vấn đề sản xuất trong quá trình đúc hoặc gia công nhiệt, chẳng hạn như gia công quá mức hoặc đúc không đúng cách, đều có thể dẫn đến vấn đề này. Để khắc phục vấn đề này, cách tốt nhất là thay thế bộ tản nhiệt.

KẾT LUẬN

Có rất nhiều nguyên nhân gây ra lỗi bảng mạch PCB và việc gặp phải các lỗi đó trong quá trình sản xuất tại nhà máy là không thể tránh khỏi nếu như các doanh nghiệp vẫn giữ cách kiểm tra sản phẩm truyền thống. Nhất là khi số lượng bảng mạch cần sản xuất cũng như độ phức tạp không ngừng tăng lên. Thay vì thế, doanh nghiệp cần tận dụng những giải pháp công nghệ hiện đại như: Kiểm tra ngoại quan sản phẩmtruy xuất nguồn gốc sản phẩm, camera vision, hệ thống giám sát chất lượng sản phẩm… để có thể hạn chế và ngăn ngừa nguy cơ lỗi bảng mạch.

Tags: , , , , , , , , , ,