Perlindungan Hubungan Pendek-Yang Perlu Anda Ketahui

Kegagalan PCB dapat terjadi pada sambungan listrik antar elemen karena berbagai alasan. Misalnya, kecepatan operasi PCB telah meningkat secara dramatis, yang mengarah ke tata letak PCB yang lebih kompleks dan sirkuit yang lebih padat. Akibatnya, banyak masalah manufaktur muncul, yang dianggap sebagai masalah besar bagi produsen PCB.

Artikel ini akan membahas alasan umum kegagalan PCB, Perlindungan sirkuit pendek dalam desain sirkuit PCB, dan menghindari keduanya. Selain itu, kami menyajikan panduan singkat tentang pencegahan korsleting dalam desain sirkuit PCB dan bagaimana desainer dapat mengurangi kemungkinan perlindungan hubung singkat PCB.

1. Alasan umum kegagalan Printed Circuit Boards

1.1 Perlindungan Sirkuit Pendek –Papan Sirkuit Terbakar

Pada fase produksi, PCB biasanya melalui berbagai langkah manufaktur yang melibatkan penerapan suhu tinggi. Sangat penting untuk tidak mengekspos PCB ke suhu ekstrim, karena dapat menyebabkan kerusakan parah pada komponen elektronik sirkuit. Setiap komponen elektronik yang terintegrasi ke dalam PCB memiliki suhu tertentu untuk bertahan tanpa terbakar. Komponen-komponen ini sangat rentan rusak melalui suhu yang tidak diatur. Hal lain yang perlu diingat adalah bahwa setiap komponen harus memiliki ruang yang cukup di sekitarnya untuk menghindari pembakaran yang disebabkan oleh panas berlebih.

1.2 Perlindungan Sirkuit Pendek–Komponen yang Diproduksi dengan Buruk

Kebutuhan untuk memproduksi sejumlah besar komponen mikroelektronika dalam waktu yang terbatas membuat sulit untuk memastikan keandalan komponen PCB yang tinggi. Kelemahan manufaktur yang jelas pada PCB adalah kegagalan koneksi, fluks sisa, dan penyolderan yang buruk, yang dapat menjadi sumber masalah yang mengganggu di kemudian hari. Itu sering membuat produsen PCB tidak punya pilihan kecuali meningkatkan teknik validasi mereka untuk menjamin produk akhir berkualitas tinggi.

1.3 Perlindungan Sirkuit Pendek–Faktor Lingkungan

Seperti disebutkan sebelumnya, PCB mengandung komponen elektronik yang biasanya berukuran kecil. Selain itu, komponen elektronik ini (misalnya, IC) sensitif terhadap lingkungan sekitar, dan rentan terhadap perubahan suhu, kelembaban, dan tingkat debu yang tidak terduga. Misalnya, perubahan suhu yang tidak terduga dapat menyebabkan pembungkus papan PCB dan sambungan solder. Jumlah debu yang berlebihan tidak akan membuat PCB mendingin dengan tepat, yang mengakibatkan masalah panas berlebih.

1.4 Perlindungan Sirkuit Pendek —Melapisi Rongga

Untuk mengaktifkan produk yang kuat dan berkecepatan tinggi, produsen PCB lebih suka menggunakan PCB multilayer dengan banyak komponen. PCB multilayer memainkan peran penting dalam sistem elektronik; kita dapat menganggapnya sebagai beberapa PCB yang disatukan. Umumnya, kami menghubungkan multi-lapisan PCB dengan lubang berlapis (PTH) dan vias terkubur/buta. Sayangnya, ini dapat dengan cepat gagal karena penetrasi PTH biasanya lebih tinggi daripada penetrasi buta melalui dan terkubur. Kondisi dan akurasi PTH tidak diragukan lagi mempengaruhi keandalan PCB, bahkan kinerja seluruh produk akhir.

1.5 Perlindungan Sirkuit Pendek —Masker Solder Tidak Ada di Antara Bantalan

Sangat penting untuk mengisolasi jejak tembaga di PCB untuk menghindari kontak yang tidak disengaja dengan bahan konduktif lainnya. Oleh karena itu, kami biasanya membentuk lapisan solder (masker) di atas lapisan tembaga PCB untuk bertindak sebagai lapisan isolasi. Lapisan insulasi ini juga berguna untuk mencegah korosi dan melindungi papan dari perubahan lingkungan lainnya. Dengan bantalan, yang kami maksud adalah ruang logam yang dibiarkan terbuka oleh papan solder, tempat komponen PCB terpasang. Masker isolasi penyolderan mungkin hilang di antara bantalan, mengakibatkan jembatan penyolderan di antara pin. Salah satu masalah umum yang timbul dari hal ini adalah pembentukan korsleting dan korosi.

2. Perlindungan Sirkuit Pendek– Cara menghindari Kegagalan Papan Sirkuit Tercetak

Kami dapat menghindari cacat PCB akibat kontaminasi dengan membersihkan papan dengan benar setelah pengeboran. Selain itu, kita dapat menghindari kegagalan pengeboran dengan mengikuti peraturan pengeboran yang direkomendasikan oleh pabrikan. Berurusan dengan perusahaan PCB yang berpengalaman dapat menghindarkan kita dari kedua masalah tersebut. Dalam proses pembentukan topeng solder, irisan tembaga tipis mungkin muncul. Itu biasanya terlihat oleh tes DFM dan dapat dicegah dengan memastikan bahwa setiap bagian memiliki lebar minimum.

Dalam produk PCB kompleks dengan banyak lapisan, kami harus memverifikasi bahwa lapisan-lapisan tersebut disejajarkan dengan benar dengan mengikuti standar yang dapat diterima untuk jenis papan yang digunakan, karena kegagalan melakukannya akan mengakibatkan korsleting dan terbuka yang memengaruhi fungsionalitas produk.

3. Perlindungan Sirkuit Pendek dalam Desain Sirkuit PCB

Istilah hubung singkat mengacu pada peristiwa di mana arus listrik melewati jalur yang tidak diinginkan dengan hambatan hampir nol, menghasilkan yang berlebihan aliran arus listrik pada rangkaian. Di PCB, korsleting terjadi ketika dua konduktor terhubung secara tidak sengaja, menyebabkan sinyal yang tidak terkait tercampur, atau lebih buruk lagi, menyebabkan koneksi rusak.

Kita dapat mengidentifikasi korsleting dengan mata telanjang jika korsleting terjadi di antara dua kabel tebal; namun, dalam banyak kasus, sulit untuk mengidentifikasi korsleting, terutama jika kabelnya sangat kecil. Pada PCB yang diproduksi oleh mesin, kabelnya kecil, dan kita perlu menggunakan teknik yang lebih canggih untuk mendeteksi kegagalan hubung singkat.

4. Cara Mencegah dalam Desain Sirkuit PCB

Sayangnya, mendeteksi korsleting pada PCB yang diproduksi oleh mesin bisa sangat memusingkan bagi produsen. Ini sangat memakan waktu, dan harganya bisa lebih mahal daripada seluruh papan PCB yang dirakit! Hubungan pendek adalah sejenis masalah yang tidak mungkin memiliki probabilitas nol.

Dengan kata lain, kita tidak dapat menghindarinya, tetapi kita dapat menggunakan praktik pencegahan untuk mengurangi kemungkinan terjadinya. Untuk mendeteksi cacat hubung singkat, kita dapat menggunakan metode pemeriksaan sinar-X. Namun, metode pengujian ini tidak dapat digunakan dalam pengujian produksi karena membutuhkan waktu yang lama. Selain itu, bahkan jika terjadi perubahan bentuk bola solder, sinyal logika dapat disebarkan seperti yang diharapkan.

Dengan demikian, beberapa pembunuhan berlebihan mungkin terjadi dalam tes. Kami juga dapat menggunakan metode pemeriksaan pemindaian batas karena hubung singkat dapat menghasilkan sinyal logika yang salah. Namun, sulit untuk memperkirakan efek yang salah. Jadi, bahkan jika metode pengujian digunakan untuk mendeteksi kekurangan ini, mereka mungkin tidak terdeteksi. Selain itu, mungkin sulit untuk menemukan lead yang terhubung.

Di sisi lain, pengujian listrik pasca produksi adalah salah satu metode pemeriksaan terbaik untuk mendeteksi korsleting. Itu tidak hanya mengidentifikasi korsleting tetapi juga mengungkapkan kesalahan yang berasal dari desain. Pengujian semacam ini biasanya dilakukan dengan menggunakan pesawat terbang.

Kita harus selalu ingat bahwa metode pengujian PCB tidak memiliki akurasi 100%, dan korsleting dapat lolos dari prosedur pengujian. Namun, pengujian PCB selalu bermanfaat, dan mencegah PCB yang rusak untuk dirakit dan dikirim ke langkah lanjutan.

Prosedur normal memastikan bahwa Anda memiliki kebijakan penggantian biaya dengan pabrikan Anda yang menjamin Anda mendapatkan penggantian jika PCB gagal dalam pengujian kelistrikan.

5. Bagaimana Desainer Dapat Mengurangi Kemungkinan Perlindungan Sirkuit Pendek PCB?

Secara umum, kita dapat berasumsi bahwa kegagalan PCB yang disebabkan oleh cacat hubung singkat adalah kesalahan dari proses produksi PCB. Namun, desainer dapat mengikuti prosedur desain preventif untuk mengurangi kemungkinan kesalahan ini.

Kemungkinan besar kita menemukan korsleting dalam desain PCB yang canggih, termasuk banyak komponen. Akibatnya, memberikan ruang yang lebih besar antara sambungan tembaga dan bantalan adalah salah satu tindakan pencegahan ini, tetapi terkadang hal ini tidak mungkin dilakukan karena kendala desain.

Desainer dapat menggunakan perangkat lunak desain canggih untuk menetapkan aturan izin dan memodifikasi ruang minimum yang diizinkan sebelum memutuskan untuk menyelesaikan proses desain dan mengirimkannya untuk pembuatan.

Kesimpulan

Kepadatan prosedur perancangan dan produksi PCB berarti ada banyak peluang untuk munculnya cacat PCB. Beberapa dari masalah ini adalah karena kesalahan desain, seperti jarak bebas yang tidak memadai atau jarak antar komponen, yang dapat berdampak buruk pada fungsi akhir PCB. Lainnya mungkin berasal dari kesalahan dalam proses produksi, seperti kesalahan pengeboran atau over-etching, yang bisa sangat mahal dan memakan waktu.

Di WellPCB, tim teknik kami berkomitmen untuk memberikan produk akhir yang luar biasa dengan PCB berkualitas tinggi yang memiliki cacat minimal. Kami akan memberi Anda layanan satu atap dan produk berkualitas tinggi. Anda dapat mengirimkan dokumen yang Anda butuhkan untuk membuat dan mendapatkan penawaran segera! Apa yang kita tunggu? Kami memiliki sepuluh tahun layanan manufaktur PCB. Silakan cari tahu lebih lanjut tentang WellPCB kami.

Referensi:

Video