一個(gè)簡(jiǎn)單的PCB清潔技巧，可大幅減少排除故障的時(shí)間

 來(lái)源：萬(wàn)正科技   更新時(shí)間：2024/5/15   閱讀次數(shù)：459

       在為非功能性或不良性能電路排除故障時(shí)，工程師通?？蛇\(yùn)行仿真或其它分析工具從原理圖層面考量電路。如果這些方法不能解決問(wèn)題，就算是最優(yōu)秀的工程師可能也會(huì)被難住，感到挫敗或困惑。我也曾經(jīng)經(jīng)歷過(guò)這種痛苦。為避免鉆進(jìn)類似的死胡同，我向大家介紹一個(gè)簡(jiǎn)單而又非常重要的小技巧：為其保持清潔！

       我這么說(shuō)是什么意思呢？就是說(shuō)如果PCB沒(méi)有保持適當(dāng)?shù)那鍧?，在PCB裝配或修改過(guò)程中使用的某些材料可導(dǎo)致嚴(yán)重的電路功能性問(wèn)題。此類現(xiàn)象中最為常見(jiàn)的問(wèn)題之一就是焊劑。

       圖 1 即為殘留過(guò)多數(shù)量焊劑的PCB。

圖 1

       焊劑是一種化學(xué)制劑，用于協(xié)助將組件焊接至PCB。但令人遺憾的是如果在焊接后不加以清除，焊劑會(huì)劣化PCB的表面絕緣電阻，在該過(guò)程中會(huì)給電路性能造成嚴(yán)重退化！

圖 2

       圖 2 是我用來(lái)展示焊劑污染所造成結(jié)果的測(cè)試電路。由2.5V 參考電壓激活的平衡惠斯頓接橋網(wǎng)絡(luò)可仿真高阻抗橋接傳感器。差分橋接傳感器輸出VIN+ - VIN- 可連接至增益為101V/V的 INA333。在理想狀態(tài)下，由于橋接處于平衡狀態(tài)，因而VIN+ - VIN- = 0V。但焊劑污染會(huì)造成實(shí)際橋接傳感器電壓隨時(shí)間慢慢漂移。

       在本次測(cè)試中，裝配后我同時(shí)記錄了不同程度清潔之后 VIN- 和VOUT 一小時(shí)的變動(dòng)情況：

       未清潔；

       手工清洗，風(fēng)干；

       超聲波清洗，風(fēng)干，烘烤。

圖 3

       從圖3中可以看出，焊劑污染對(duì)橋接傳感器輸出性能有嚴(yán)重的影響。在未清潔或手工清洗的情況下，橋接傳感器電壓從未達(dá)到約 VREF/2的預(yù)期電壓，即便在一小時(shí)趨穩(wěn)時(shí)間之后。此外，未清潔電路板還表現(xiàn)出大量外部噪聲收集。在使用超聲波浴清洗并完全干燥后，橋接傳感器電壓穩(wěn)如磐石。

圖 4

       觀察 INA333 的輸出電壓，我們會(huì)連續(xù)看到不當(dāng)清潔造成的性能退化。

       1、未清潔的電路板出現(xiàn)了DC錯(cuò)誤、超長(zhǎng)趨穩(wěn)時(shí)間以及嚴(yán)重的外部噪聲收集；

       2、手工清潔的電路板出現(xiàn)了奇怪的極低頻率噪聲。我最終找到了根源——是因?yàn)闇y(cè)試設(shè)施內(nèi)部的空調(diào)循環(huán)！

       3、和預(yù)想的一樣，正確清潔并烘干的電路板表現(xiàn)優(yōu)異，測(cè)試中的任何點(diǎn)都沒(méi)有發(fā)生漂移。

       總之，焊劑清潔不當(dāng)會(huì)造成嚴(yán)重的性能降低，特別是在高精度 DC電路中。對(duì)所有手工裝配或修改過(guò)的PCB，請(qǐng)務(wù)必使用超聲波浴（或類似方式）完成最終清潔。在使用空氣壓縮機(jī)風(fēng)干后，采用稍高溫度烘烤裝配并清洗后的PCB，可清除任何殘留濕氣。我們一般在70°C下烘烤10分鐘。

       這個(gè)簡(jiǎn)單的“保持清潔”技巧應(yīng)該能夠幫助您大幅減少花在排除故障上的時(shí)間，幫助您將更多時(shí)間用于設(shè)計(jì)出色的高精度電路！

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