Предполагаемое время чтения: 6 минут
Свежее сборная печатная плата сидит на скамейке, выглядя готовым к использованию, последний компонент припаян на место, а флюс источает свой характерный аромат. Очень хочется сразу подключить питание и увидеть, как он заработает. Однако это вызывает важный вопрос: возможно ли, чтобы печатная плата чтобы сразу же приступить к эксплуатации после сборки?
Короткий ответ: это категорически не рекомендуется, и в любой профессиональной среде ответ будет однозначно отрицательным.
Пропуск важных этапов после сборки платы подобен сборке автомобиля и выезду с конвейера без проведения единой проверки безопасности, доливки жидкостей или проверки качества. С технической точки зрения плата может “работать”, если все прошло идеально. Это большой риск, который может привести к немедленной поломке, проблемам с надежностью в долгосрочной перспективе или даже повреждению деталей, которые вы только что тщательно собрали.
От готовой сборки до электронной платы, готовой к использованию в полевых условиях, необходимо пройти несколько важных этапов. Давайте рассмотрим, почему эти этапы являются не только лучшим способом выполнения работы, но и необходимым условием для достижения успеха.
Неизвестные риски на недавно собранных печатных платах
Общий запах, будь то от ручной работы или от автоматизированных инструментов для производства печатных плат, таких как печи для пайки, оставляет следы. В большинстве случаев это остатки флюса. Несмотря на то, что флюс необходим для делать хорошие паяные соединения, но его избыток может быть вредным. Некоторые виды имеют кислую реакцию и со временем могут повредить дорожки, выводы компонентов и контактные площадки. Другие могут проводить электричество или притягивать пыль и влагу, создавая нежелательные электрические цепи и вызывая короткие замыкания или потерю сигнала.
Кроме того, процесс сборки не идеален. Могут остаться небольшие шарики припоя, что может привести к короткому замыканию. Паяное соединение может выглядеть хорошо, но на самом деле быть “холодным” соединением, которое плохо проводит электричество. Возможно, деталь не была идеально выровнена. Это небольшие проблемы, которые простой тест “включения питания” может не показать сразу, но они могут привести к неисправностям и сбоям в будущем.
Важный этап очистки и проверки
Перед использованием любого электроприбора его необходимо тщательно очистить и проверить.
Очистка: Плата необходимо очистить, чтобы удалить остатки флюса и другие загрязнения. Для этого часто используются специальные растворители или ультразвуковые очистительные ванны. Чистая плата не только выглядит хорошо, но и обеспечивает долговечность, поскольку предотвращает коррозию и утечку тока.
Проверка: После очистки плата тщательно проверяется. Это может быть как простой осмотр с помощью лупы, так и сложная автоматическая оптическая инспекция (AOI). AOI сканирует плату с помощью камер и сравнивает ее с исходными файлами проекта печатной платы.
Это показывает такие проблемы, как
отсутствующие или неправильные детали на печатной плате.
Плохое качество паяного соединения (например, перемычка или недостаточное количество припоя).
Ошибки полярности компонентов (например, диод установлен в обратном направлении).
Неправильное расположение деталей.
Эта фаза проверки является первой линией защиты, позволяющей выявить производственные дефекты до того, как они могут привести к повреждению электрооборудования.
Проверка работоспособности: работает ли система так, как задумано?
После очистки и прохождения проверки плата переходит к этапу тестирования. Здесь инженеры подтверждают основной вопрос: как печатные платы функционируют на практике в отличие от их теоретического дизайна? Это не один этап, а последовательность тестов, которые строятся друг на друге.
Внутрисхемное тестирование (ICT): Часто это первое проводимое электрическое испытание. Аппарат ICT соединяется с тестовыми точками, встроенными в Разметка печатной платы с помощью летающих зондов или приспособления “кровать из гвоздей”. Он проверяет целостность сборки, а не общую производительность платы. Он может проверить, что отдельные детали, такие как резисторы и конденсаторы, имеют правильные значения, а также обнаружить разрывы цепей и короткие замыкания. Это эффективный инструмент для проверки правильности сборки печатной платы.
Самый важный тест для определения готовности платы к использованию — это функциональное тестирование (FCT). Предполагаемая рабочая среда платы воспроизводится в функциональном тесте. Плата должна быть включена и подключена к испытательному стенду, который посылает определенные входные сигналы и ищет желаемые выходные сигналы. Функциональный тест предполагает отправку сигнала “старт” и подтверждение наличия соответствующего напряжения на разъем выходного сигнала двигателя, например, если плата является контроллером двигателя. Этот тест отвечает на вопрос: “Выполняет ли плата свои функции?”.
Тестирование на выгорание и экологическая проверка важны для надежных приложений. Сюда входят устройства, используемые в медицине и аэрокосмической отрасли. Для устройств такого типа обычно проводится тест на выгорание. Собранная печатная плата работает под напряжением, часто при повышенных температурах, в течение длительного периода времени (от нескольких часов до нескольких дней). Цель состоит в том, чтобы ускорить ранние отказы, явление, известное как “детская смертность”. Если компонент выйдет из строя из-за производственного дефекта, гораздо лучше, чтобы это произошло в контролируемой тестовой среде, чем в руках клиента.
Почему игнорирование этих шагов снижает эффективность проектирования печатных плат
После файлы Gerber поступают в производство, продолжается тщательный процесс проектирования печатных плат. Одним из его компонентов является “проектирование с учетом тестируемости” (DFT). Целенаправленно добавляются тестовые точки, наносится четкая маркировка, а схема проектируется таким образом, чтобы инженеры могли легко проводить диагностику. Большая часть этой кропотливой инженерной работы теряет смысл, когда плата поспешно вводится в эксплуатацию без проведения тестов, для которых она была предназначена.
В конечном итоге, профессиональный и надежный подход требует терпения, даже несмотря на то, что естественно испытывать желание включить только что собранную печатную плату. Очистка, осмотр и тщательное тестирование — это процедуры, которые выполняются после сборки и являются неотъемлемой частью производственного процесса, а не дополнительными опциями. Они гарантируют, что готовый продукт не только будет работать при первом включении, но и будет надежным и прочным в течение всего срока службы.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
“PCB” и “печатная плата” обычно имеют одинаковое значение в повседневной речи. Любая плата, на которой соединены электронные компоненты, технически называется печатной платой. Платы, созданные с помощью технологий печати или травления, называются PCB (печатные платы). Практически все печатные платы, используемые сегодня, являются PCB.
Зеленый оттенок придает ему защитное покрытие — паяльная маска. Она снижает количество ошибок при пайке и предотвращает окисление меди. Зеленый цвет был выбран из-за зрелых производственных процессов, хорошего контраста для осмотра и легкости восприятия. Хотя существуют и другие цвета, зеленый по-прежнему остается самым популярным.
Это зависит от характера повреждения и ваших навыков. Иногда простые проблемы, такие как повреждение крупного компонента или разрыв паяного соединения, можно устранить с помощью простых инструментов. Однако сложные проблемы, связанные с мелкими компонентами SMD или многослойными дорожками, обычно требуют специальных инструментов и знаний.
