PCB Bolg - 常見的PCB板故障以及預防方法

印刷電路板（PCB）在電子設備中起著至關重要的作用，它是電子元件的載體和電路連接的基礎。然而，由於各種原因，PCB 板可能會出現故障，影響設備的正常運行。因此，瞭解 PCB 板的故障類型以及掌握相應的預防方法對於提高電子設備的可靠性和穩定性至關重要。

一、PCB 開裂或者彎曲

原因：由於高機械或物理應力，印刷電路板元件 (PCBA) 可能會破裂或彎曲。例如，如果將剛性 PCB置於反復振動或熱衝擊下，它可能會失效。此外，如果你施加的彎曲強度超過其能力，即使是柔性PCB也會破裂。

預防方法：在組裝過程中使用 PCB 之前，對 PCB 進行預烘烤，保存在濕度控制的櫥櫃中，去除裸 PCB 中的任何水分，避免在組裝的後期階段引起衝擊。

二、組裝好的 PCB 元器件有明顯的極性

原因：在設計PCB佈局時，如果印刷電路板元件上的成分對立不明顯，則可能導致極性反接問題。例如，如果將電池極性接反，可能會損壞電池和電氣部件。印刷電路板元件也可能出現故障，並可能發生電擊。

預防方法：你可以使用二極體或肖特基二極體來減輕反極性的影響。如果將二極體與電池串聯，則電路將在極性相反的情況下關閉，它將防止對印刷電路板元件造成任何重大損壞。

三、PCB 焊點斷裂

原因：PCB 的熱係數和電子元件的差異可能導致焊點斷裂。如果將印刷電路板元件置於反復高溫或低溫的環境中，則可能PCB板出現故障。另一個原因可能是手動焊接，這使得焊料更容易受到熱應力。

預防方法：在 PCB 設計時，應合理安排元件的位置，避免將重量較大或易產生振動的元件放置在焊點附近。這樣可以減少因元件的重量或振動對焊點造成的應力。儘量使焊點分佈均勻，避免出現局部密集的焊點，以減少熱應力和機械應力的集中。在設計 PCB 時，還應考慮不同材料的熱膨脹係數差異。如果元件和 PCB 之間的熱膨脹係數相差較大，在溫度變化時可能會產生較大的應力，導致焊點斷裂。可以選擇熱膨脹係數相近的材料，或者採用適當的緩衝結構來減少應力。

四、電子元器件燒毀或燒壞（短路）

原因：在 PCB 組裝過程中，短路可能會損壞 PCB 和電子元件。這可能是由於未檢測到的焊橋、潮濕或意外事件（如高電流尖峰）造成短路。短路會對元件造成突然和突然的損壞，還可能導致火災和電氣設備損壞。

預防方法：在設計 PCB 佈局時，在電路中加入適當的保護元件，如保險絲、過壓保護器件（如壓敏電阻、瞬態電壓抑制二極體等）、過流保護器件（如自恢復保險絲、電流互感器等）。這些保護元件可以在電路出現異常情況時及時切斷電源，防止元器件燒毀。設計合理的散熱系統，對於功率較大的元器件，如功率放大器、電源模組等，應提供足夠的散熱面積和散熱方式，如散熱片、風扇等，以防止元器件因過熱而燒毀。考慮電磁相容性（EMC）問題，採取措施減少電磁干擾對電子元器件的影響。例如，合理佈局電路、使用濾波電容等，以防止元器件因電磁干擾而損壞。

PCB板故障

五、銅重不合適

原因：為了印刷電路板元件中的良好電流，正確的銅箔重量是必要的。如果銅重量太薄或太厚，都會導致你的印刷電路板元件出現故障，這主要因為在設計 PCB佈局時尺寸確定和走線寬度選擇不當。

預防方法：精確計算電流需求，根據電路中各個部分的電流大小，精確計算所需的銅箔厚度。不同的電流負載需要不同的銅重，以確保在正常工作時不會出現過熱、壓降過大等問題。合理佈局電路使電流分佈更加均勻。避免出現局部電流過大的情況，這可以減少對特定區域銅重的過高要求。考慮散熱因素，銅重不合適可能會導致熱量積聚，影響 PCB 的性能和可靠性。在設計時，要充分考慮散熱問題，例如在發熱元件附近增加散熱孔、散熱片或採用導熱性能好的 PCB 材料。合理安排元件佈局，避免熱量集中，同時確保有足夠的空氣流通以散熱。

PCB 板作為電子設備的核心部件，其可靠性和穩定性直接影響著電子設備的性能和壽命。瞭解 PCB 板的故障類型和原因，並採取有效的預防方法，可以提高 PCB 板的品質和可靠性，減少故障的發生，從而保證電子設備的正常運行。