De belangrijkste oorzaak van printplaten en fouten

Printplaten, of Printed Circuit Boards (PCB's), zijn essentieel voor de werking van vrijwel alle elektronische apparaten. Ze vormen de basis voor het compact en efficiënt rangschikken van elektronische componenten. Dit artikel is bedoeld om dieper in te gaan op de werkingsprincipes van printplaten, hun structuur en de belangrijkste oorzaken van fouten die tijdens hun werking kunnen optreden.

Werkingsprincipe van printplaten

Het werkingsprincipe van een printplaat is gebaseerd op het gebruik van een isolerend substraatmateriaal om de geleidende koperfolielaag te scheiden. Deze opstelling zorgt ervoor dat de elektrische stroom langs een vooraf bepaalde route kan lopen, waardoor verschillende componenten functies kunnen uitvoeren zoals versterking, verzwakking, modulatie, demodulatie en codering.

Structuur van printplaten

Een printplaat is voornamelijk samengesteld uit pads, doorlopende gaten, montagegaten, draden, componenten, connectoren, vullingen en elektrische grenzen. De meest voorkomende soorten printplaten op basis van hun laagstructuur zijn enkellaagse platen (enkellaagse PCB), dubbellaagse platen (dubbellaagse PCB) en meerlaagse platen (meerlaagse PCB).

Componenten van printplaten

Elk onderdeel van een printplaat heeft een specifieke functie:

• Soldeerplaat: Dit is een metalen gat dat wordt gebruikt voor het solderen van componentpennen.
• Doorlopend gat: Deze kunnen metallisch of niet-metallisch zijn. Metallische doorlopende gaten worden gebruikt om de componentpennen tussen elke laag te verbinden.
• Montagegaten: Deze worden gebruikt voor het bevestigen van de printplaat.
• Geleider: Dit is de elektrische netwerk-koperfilm die wordt gebruikt om de pennen van de componenten aan te sluiten.
• Connectoren: Deze worden gebruikt voor het aansluiten van componenten op de printplaat.
• Vulling: Dit is het afgezet koper voor het aardingsnetwerk, dat de impedantie effectief kan verminderen.
• Elektrische grens: Dit wordt gebruikt om de grootte van de printplaat te bepalen. Alle componenten op de printplaat mogen deze grens niet overschrijden.

Oorzaken van lasfouten in PCB's

Lasfouten in PCB's kunnen worden toegeschreven aan verschillende factoren. Een van de belangrijkste redenen is de soldeerbaarheid van het printplaatgat. Slechte soldeerbaarheid kan leiden tot virtuele lasfouten, die de parameters van de circuitcomponenten beïnvloeden. Dit kan leiden tot instabiliteit in de geleiding tussen meerlaagse boardcomponenten en binnenlaagse draden, waardoor het hele circuit uitvalt.

Factoren die de soldeerbaarheid beïnvloeden

De belangrijkste factoren die de soldeerbaarheid van printplaten beïnvloeden zijn:

Samenstelling en aard van soldeer

Soldeer is een essentieel onderdeel van het chemische proces van lassen. Het bestaat uit chemische materialen die flux bevatten. Het gebruikelijke eutectische metaal met een laag smeltpunt is Sn-Pb. Het gehalte aan onzuiverheden moet worden gecontroleerd om te voorkomen dat onzuiverheden door de flux worden opgelost. De functie van de flux is om soldeer te helpen het oppervlak van de soldeerplaat te bevochtigen door warmte door te geven en roest te verwijderen. Witte hars en isopropylalcohol worden over het algemeen gebruikt.

Lastemperatuur en oppervlaktereinheid

Wanneer de temperatuur te hoog is, heeft de diffusiesnelheid van soldeer op dit moment een zeer hoge activiteit. Dit kan ervoor zorgen dat de printplaat en het oppervlak van het soldeer snel oxideren, wat resulteert in lasfouten. Vervuiling op het oppervlak van de printplaat kan ook de lasbaarheid beïnvloeden en dus defecten veroorzaken. Deze defecten omvatten tinnen kralen, tinnen ballen, open circuits en glans.

Het begrijpen van de structuur en het werkingsprincipe van printplaten, evenals de factoren die kunnen leiden tot lasfouten, is cruciaal bij de fabricage en het onderhoud van elektronische apparaten. Door deze problemen aan te pakken, kunnen we de betrouwbare en efficiënte werking van onze apparaten garanderen.