Выход из строя электронных печатных плат: основные причины

Любая техника рано или поздно выходит из строя. Электронные устройства здесь не исключение. Одна из главных причин этого – неисправности печатных плат. Это распространенная проблема, возникающая вследствие нарушения технологии изготовления или правил эксплуатации ПП. Рассмотрим наиболее распространенные конкретные причины неисправности печатных плат.

Термическое воздействие. Перегрев платы может возникнуть как на производстве во время пайки, так и в процессе эксплуатации – например, при использовании устройства вблизи открытого источника огня или неисправности системы охлаждения. Частым следствием термического воздействия является деформация и расслоение платы из-за неравномерного нагрева структурных и металлических слоев. При этом происходит разрушение токопроводящих дорожек и/или отрыв электронных компонентов, что вызывает разрыв электрической цепи. Другое последствие перегрева – повреждение самих электронных компонентов, что также нарушает работу платы.

Окисление контактов. Оно происходит при воздействии на металлизированные контактные поверхности атмосферного кислорода или влаги, различных агрессивных веществ – в том числе высокоактивных компонентов флюса. Окисление возникает при нарушении:

• техпроцесса производства ПП – например, из-за недостаточной очистки платы от остатков флюса;
• правил эксплуатации и хранения готового устройства – например, его использовании в условиях повышенной влажности без подходящего уровня влагозащиты.

Окисление контактов устройства снижает их электропроводность, уменьшает механическую прочность паяного соединения, что в конечном итоге приводит к нарушению электрической цепи и неисправности устройства. Также химическое воздействие остатков флюса или иных активных веществ приводит к электрохимический миграции ионов металла из контактных площадок. Она проявляется в виде разрастающихся из контактных площадок древовидных отростков, которые создают перемычки между соседними контактами и приводят к возникновению коротких замыканий.

Механическое повреждение. Оно возникает при сильных ударах, вибрациях, воздействии острых предметов на печатную плату. Это может вызвать разрушение токопроводящих дорожек, паяных соединений, самой печатной платы и установленных на ней электронных компонентов. Также механическое воздействие способно нарушить целостность защитного покрытия ПП, спровоцировав коррозию металлических поверхностей.

Загрязнения. Пыль и мелкие частицы (шерсть животных, мусор и т. д.) являются одной из самых частых причин неправильной работы печатной платы. Их нахождение на поверхности ПП приводит к накоплению статического электричества, которое проявляется в электроразрядах, способных повредить чувствительные электронные компоненты. Кроме того, пыль и грязь гидратируют, то есть накапливают воду, поглощая пар из воздуха. Это может привести к коротким замыканиям между контактами или вызвать коррозию незащищенных металлических поверхностей.

Повреждение электрическим током. Как уже было написано, неисправность ПП может быть вызвана разрядами статического электричества. Однако, поломки платы также возникают из-за нарушений основного питания, скачков напряжения в электросети, неправильной полярности при подключении источника тока. В первую очередь повреждаются чувствительные к электрическим перегрузкам компоненты. Однако резкие скачки напряжения могут привести и к возгоранию самой печатной платы.

Нарушение технологии монтажа. Неправильно подобранный паяльный состав или флюс, температурный режим пайки могут привести к многочисленным дефектам паяных соединений – например:

• пустотам из-за выделения газа, который нарушает внутреннюю структуру паяного соединения, ухудшая его электропроводность и прочность;
• эффекту «надгробного камня», при котором один из контактов электронного компонента отрывается от печатной платы и приподнимается над ее поверхностью;
• перемычкам из припоя между близкорасположенными контактами, что приводит к замыканиям и нарушению работы электрической схемы.

Многих неисправностей печатных плат можно избежать, если строго соблюдать технологический процесс и использовать качественное оборудование, комплектующие и расходные материалы. Заказать их вы можете в компании «СМТ Технологии» по телефону 8 499 322 20 25 или оставив заявку на сайте. Мы также проконсультируем вас по вопросам повышения эффективности производства, хранения электронных компонентов и печатных плат, а также готовых устройств.