Perlindungan Kecilung: Panduan Esensial untuk Desain PCB yang Andalan

Kegagalan PCB dapat terjadi pada koneksi listrik antar elemen karena banyak alasan. Misalnya, kecepatan operasi PCB telah meningkat secara dramatis, yang mengarah pada tata letak PCB yang lebih kompleks dan sirkuit yang lebih padat. Akibatnya, banyak masalah manufaktur telah timbul, yang dianggap masalah besar untuk produsen PCB.

Artikel ini akan membahas alasan umum kegagalan PCB, perlindungan kecilung dalam desain sirkuit PCB, dan cara menghindari keduanya. Selain itu, kami menyajikan panduan singkat tentang mencegah rangkaian pendek dalam desain sirkuit PCB dan bagaimana para desainer dapat mengurangi kemungkinan perlindungan kecilung PCB.

1. Alasan Umum Kegagalan Papan Sirkuit Cetak

1.1 Perlindungan Kecilung — Papan Sirkuit Terbakar

Dalam fase produksi, PCB biasanya melalui berbagai langkah manufaktur yang melibatkan penggunaan suhu tinggi. Penting untuk tidak mengekspos PCB pada suhu ekstrim, karena dapat menyebabkan kerusakan serius pada komponen elektronik sirkuit. Setiap komponen elektronik yang terintegrasi ke dalam PCB memiliki suhu spesial untuk menahan tanpa terbakar. Komponen-komponen ini sangat rentan terhadap kerusakan karena suhu yang tidak teratur. Hal lain yang perlu diingat adalah setiap komponen harus memiliki cukup ruang di sekitarnya untuk menghindari pembakaran karena terlalu panas.

1.2 Perlindungan Kecilung — Komponen yang Dikemas dengan Buruk

Kebutuhan untuk memproduksi jumlah mikroelektronik yang meluaskan dalam waktu terbatas telah membuatnya sulit untuk memastikan keandalan tinggi komponen PCB. Cacat manufaktur yang jelas pada PCB adalah kegagalan koneksi, sisa fluks, dan cekolahan buruk, yang dapat menjadi sumber gangguan yang menyebalkan nantinya. Hal ini sering kali meninggalkan produsen PCB tanpa pilihan selain meningkatkan teknik validasi mereka untuk menjamin produk akhir berkualitas tinggi.

1.3 Perlindungan Kecilung — Faktor Lingkungan

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, PCB mengandung komponen elektronik yang biasanya kecil dalam ukuran. Selain itu, komponen elektronik ini (misalnya, IC) sensitif terhadap lingkungan sekitar, dan rentan terhadap perubahan tak terduga dalam suhu, kelembaban, dan tingkat debu. Misalnya, perubahan suhu tak terduga dapat menyebabkan penguraian papan PCB dan sambungan yang dicokeluti. Jumlah debu yang berlebihan tidak akan memungkinkan PCB untuk pendingin dengan baik, yang mengarah pada masalah panas berlebih.

1.4 Perlindungan Kecilung — Celah Pelapisan

Untuk mengaktifkan produk yang kuat dan berkecepatan tinggi, produsen PCB memilih menggunakan PCB multilayer dengan banyak komponen. PCB multilayer memainkan peran penting dalam sistem elektronik; kita dapat menganggapnya sebagai beberapa PCB yang digabungkan. Secara umum, kita menghubungkan multi-lapisan PCB melalui lubang berlubang plating (PTH) dan via tertutup/terbuka. Sayangnya, ini dapat gagal dengan cepat karena penetrasi PTH biasanya lebih tinggi dari pada via tertutup dan tertutup. Kondisi dan akurasi PTH tanpa keragaman mempengaruhi keandalan PCB, bahkan kinerja produk akhir keseluruhan.

1.5 Perlindungan Kecilung — Solder Mask Hilang Antara Pad

Penting untuk mengisolasi jejak tembaga dalam PCB untuk menghindari kontak tidak sengaja dengan bahan konduktif lainnya. Oleh karena itu, kita biasanya membentuk lapisan cekolahan (mask) di atas lapisan tembaga PCB untuk bertindak sebagai lapisan isolasi. Lapisan isolasi ini juga berguna dalam mencegah korosi dan melindungi papan dari perubahan lingkungan lainnya. Dengan pad, kita maksud ruang logam yang tidak tertutup oleh papan cekolahan, yang komponen PCB dilekatkan padanya. Mask isolasi cekolahan mungkin hilang antara pad, yang mengakibatkan jembatan cekolahan di antara pin. Salah satu masalah umum yang timbul dari ini adalah pembentukan rangkaian pendek dan korosi.

2. Perlindungan Kecilung — Cara Menghindari Kegagalan Papan Sirkuit Cetak

Kita dapat menghindari cacat PCB yang timbul dari kontaminasi dengan membersihkan papan dengan benar setelah bor. Selain itu, kita dapat menghindari kegagalan bor dengan mengikuti peraturan bor yang direkomendasikan oleh produsen. Menangani perusahaan berpengalaman PCB dapat mencegah kita dari kedua masalah ini. Dalam proses pembentukan solder mask, cuplahan tembaga tipis mungkin muncul. Biasanya terdeteksi oleh tes DFM dan dapat dicegah dengan memastikan setiap bagian memiliki lebar minimum.

Dalam produk PCB kompleks dengan beberapa lapisan, kita harus memverifikasi bahwa lapisan-lapisan tersebut teratur dengan mengikuti standar yang dapat diterima untuk jenis papan yang digunakan, karena gagal melakukannya mengakibatkan rangkaian terbuka dan pendek yang mempengaruhi fungsionalitas produk.

3. Perlindungan Kecilung dalam Desain Sirkuit PCB

Istilah rangkaian pendek merujuk pada peristiwa di mana arus listrik melewati jalur yang tidak diinginkan dengan resistensi hampir nol, yang mengakibatkan aliran arus listrik berlebih dalam sirkuit. Dalam PCB, rangkaian pendek terjadi ketika dua konduktor terhubung tidak sengaja, yang menyebabkan sinyal tidak terkait bercampur, atau bahkan lebih buruk, menyebabkan koneksi rusak.

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

4. Cara Mencegah dalam Desain Sirkuit PCB

Sayangnya, mendeteksi rangkaian pendek dalam PCB yang diproduksi oleh mesin dapat menjadi sakit kepala nyata untuk produsen. Ini sangat memakan waktu, dan dapat biaya lebih dari seluruh papan PCB yang dirangkit! Rangkaian pendek adalah jenis masalah yang tidak dapat memiliki probabilitas nol.

Dengan kata lain, kita tidak dapat menghindarinya, tetapi kita dapat menggunakan praktik pencegahan untuk mengurangi probabilitas kemunculannya. Untuk mendeteksi defek rangkaian pendek, kita dapat menggunakan metode inspeksi X-ray. Namun, metode tes ini mungkin tidak dapat digunakan dalam tes produksi karena memakan waktu lama. Juga, bahkan jika terjadi perubahan dalam bentuk bola cekolahan, sinyal logika dapat disebarkan seperti yang diharapkan.

Oleh karena itu, beberapa tes berlebihan mungkin terjadi. Kami juga dapat menggunakan metode pemeriksaan boundary scan karena rangkaian pendek dapat menghasilkan sinyal logika yang salah. Namun, sulit untuk memperkirakan efek kesalahan. Oleh karena itu, bahkan jika metode tes digunakan untuk mendeteksi cacat ini, mereka mungkin tidak terdeteksi. Juga, mungkin sulit untuk menempatkan kaki yang terhubung.

Di sisi lain, pengujian listrik pasca-produksi adalah salah satu metode pemeriksaan terbaik untuk mendeteksi rangkaian pendek. Ini tidak hanya mengidentifikasi rangkaian pendek tetapi juga mengungkap kesalahan yang berasal dari desain. Jenis pengujian ini biasanya dilakukan menggunakan flying probes.

Kita harus selalu ingat bahwa metode pengujian PCB tidak memiliki akurasi 100%, dan rangkaian pendek dapat lolos dari prosedur pengujian. Namun, pengujian PCB selalu bermanfaat, dan itu mencegah PCB yang rusak dirangkit dan dikirim ke tahap yang lebih lanjut.

Prosedur normal memastikan bahwa Anda memiliki kebijakan pengembalian dengan produsen Anda yang menjamin Anda akan dikompensasi ketika PCB gagal pengujian listrik.

5. Bagaimana Para Desainer Dapat Mengurangi Kemungkinan Perlindungan Kecilung PCB?

Secara umum, kita dapat mengasumsikan bahwa kegagalan PCB yang disebabkan oleh defek rangkaian pendek adalah kesalahan dari proses produksi PCB. Namun, para desainer dapat mengikuti prosedur desain pencegahan untuk mengurangi kemungkinan kesalahan ini.

Kita paling mungkin menemui rangkaian pendek dalam desain PCB yang canggih, termasuk banyak komponen. Akibatnya, mengizinkan ruang yang lebih besar antara koneksi tembaga dan pad adalah salah satu tindakan pencegahan ini, tetapi terkadang ini tidak mungkin karena keterbatasan desain.

Para desainer dapat menggunakan perangkat lunak desain canggih untuk menetapkan aturan ruang dan memodifikasi ruang minimum yang diizinkan sebelum memutuskan untuk menyelesaikan proses desain dan mengirimnya untuk manufaktur.

Kesimpulan

Kepadatan proses desain dan produksi PCB berarti ada banyak kesempatan untuk defek PCB timbul. Beberapa masalah ini karena kesalahan desain, seperti ruang atau spasi yang tidak memadai antara komponen, yang dapat berdampak buruk pada fungsi PCB akhir. Yang lain mungkin berasal dari kesalahan dalam proses produksi, seperti kesalahan bor atau over-etching, yang dapat sangat mahal dan memakan waktu, yang berakibat fatal.

Di WellPCB, tim teknik kami berkomitmen untuk menyampaikan produk akhir yang luar biasa dengan PCB berkualitas tinggi yang memiliki defek minimal. Kami akan memberikan layanan one-stop dan produk berkualitas tinggi kepada Anda. Anda dapat mengirimkan dokumen yang Anda butuhkan untuk dibuat dan mendapatkan penawaran segera! Apa yang kita tunggu? Kami memiliki sepuluh tahun layanan manufaktur PCB. Silakan pelajari lebih lanjut tentang WellPCB kami.

Referensi:

Videos