印刷电路板( PCB )是当今许多电气设备必不可少的组件，通过复杂的电路阵列将不同的组件相互连接。全球对 PCB 的需求迅速增长——在过去八年中，全球印刷电路板总销售额平均每年增长超过37亿美元，并且更加注重减少冲突矿物供应链问题和改进技术。截至018年，全球PCB销售额约为820亿美元。

　　由于 PCB 投入了大量资金，且其在众多电气设备和箱体组装组件中发挥着重要作用，因此PCB故障是许多公司的主要担忧。下面，您将详细了解 PCB 故障常见的原因，以便您的公司能够更好地预防和有效解决PCB故障。

　　什么是PCB故障?

　　PCB 故障可能由多种原因引起，最终结果是PCB不再正常工作。由于 PCB 用于许多电子产品，例如可穿戴设备、飞机、卫星和医疗设备，因此必须快速识别任何故障并采取适当的措施。任何希望保持电子产品平稳运行的公司都可以通过更多地了解 PCB 故障发生的原因来更好地解决 PCB 故障，甚至防止其发生。

　　PCB故障的原因–PCB缺陷

　　PCB设计和制造过程的复杂性意味着 PCB 故障问题出现的可能性非常大。其中一些故障是由于设计疏忽造成的，例如间隙不足或测量不正确，这可能会对成品的功能产生负面影响。其他故障可能是由于制造过程中的问题造成的，例如钻孔错误或过度蚀刻，这些故障同样可能造成灾难性后果。

　　幸运的是，只要了解和考虑制造过程，以及意识到更常见的 PCB 制造问题，就可以避免大多数此类错误。遵循一套标准设计规则和注意事项有助于防止组件故障、连接问题和其他电路板问题。为了帮助您和您的公司更好地了解和避免印刷电路板设计中的潜在错误，我们整理了一份 PCB 制造中常见的问题清单，包括它们发生的原因以及如何预防它们：

　　1. 镀层空洞

　　镀通孔是印刷电路板上的镀铜孔。这些孔允许电流从电路板的一侧传输到另一侧。为了制作这些孔，PCB 板制造商在电路板上钻孔，将基材完全刺穿。然后通过电镀工艺在材料表面和这些孔壁上添加一层铜箔或铜涂层。

　　此工艺在电路板上沉积一层薄薄​​的化学镀铜，这一过程称为沉积。在此步骤之后，将添加并蚀刻额外的铜层以创建电路图像。

　　虽然有效，但沉积过程并不完美，在某些情况下会导致镀层出现空洞。镀层空洞实际上是电路板镀层中的间隙或孔洞，通常是由于沉积过程中出现问题而导致的。这些镀层空洞尤其成问题，因为通孔镀层的缺陷会阻止电流通过孔洞，从而导致产品缺陷。

　　这些电镀空洞的产生是因为材料在沉积过程中由于某种原因没有均匀地涂覆。造成这种情况的原因包括材料污染、材料中夹有气泡、孔清洁不充分、沉积过程中铜催化不充分或钻孔粗糙。这些问题中的任何一个都可能导致沿电路孔壁出现电镀空洞。

　　钻孔后正确清洁材料可以避免因污染、气泡或清洁不充分而导致的缺陷。此外，在使用过程中严格遵循制造商的说明，可以避免因钻孔错误而导致的 PCB 缺陷。聘请一家资质优良、经验丰富的 PCB 制造公司可以避免这两个问题。

　　2. 铜与边缘间隙不足

　　铜是一种导电性较好的金属，可用作 PCB 的活性成分。然而，铜也相对较软且易受腐蚀。为了防止腐蚀并保护铜不与环境相互作用，铜上覆盖有其他材料。然而，在修整 PCB 时，如果铜太靠近边缘，则这部分涂层也会被修整，从而露出下面的铜层。这会导致电路板功能出现许多问题。

　　首先，裸露的铜平面可能通过同时接触导电材料而相互接触，从而导致短路。这种暴露还会使铜暴露在环境中，使其容易受到腐蚀。这种暴露还增加了有人接触 PCB 并受到电击的可能性。此外，绝缘性较差的铜轨道更容易出现镀层空洞。

　　只需确保铜边缘和电路板边缘之间的空间符合所制造电路板类型的可接受标准，即可轻松避免此问题。制造商进行的全面可制造性设计 (DFM) 检查通常可以发现任何潜在问题。

　　3.焊接不良

　　印刷电路板组装过程中的焊接不当会导致严重问题。常见的一种不良焊接是技术人员对焊料加热不足，导致冷焊，从而导致 PCB 故障。此外，焊接过程中的水分会污染 PCB 焊盘和其他组件。这种污染会导致 PCB 组件燃烧并产生连接问题。公司通常使用目视或 X 射线检查来检测不良焊接。

　　4. 碎片

　　裂片是 PCB 制造过程中产生的窄楔形铜片或阻焊层，可能会在电路板制造过程中造成严重问题。这些裂片通常是在蚀刻过程中产生的，可能以两种方式之一出现。

　　首先，当蚀刻掉极长、极薄的铜或阻焊层时，可能会产生碎片。在某些情况下，这些碎片在完全溶解之前就会脱落。这些脱落的碎片可能会漂浮在化学槽中，并有可能落在另一块板上，从而增加意外连接。

　　产生裂片的另一种方式是将PCB 设计的一部分切割得太窄或太深。即使它们本来应该附着在电路板上，如果蚀刻部分足够窄或蚀刻足够深，材料裂片可能会完全或部分脱落，产生浮动裂片或剥离裂片。这两种情况都会对电路板的功能产生严重的负面影响。

　　这些碎片可能会连接到其他铜片，或暴露通常被阻焊层覆盖的镀铜层。前者可能导致短路，从而产生有缺陷的电路板，而后者可能导致铜随着时间的推移而腐蚀。这两个问题都会缩短电路板的使用寿命。

　　可以通过设计宽度较小的截面来避免裂纹，从而减少产生裂纹的机会。制造商通常会通过 DFM 检查发现潜在的裂纹。

　　5. 焊盘之间缺少阻焊层

　　阻焊层是电路板铜层上方的一层。阻焊层位于铜层上方，用于隔离铜线，避免意外接触其他金属、焊料或导电碎片。它还充当铜线与环境之间的屏障，防止腐蚀并保护电路板操作员免于触电。焊盘是焊板露出的金属部分，元件焊接在上面。

　　在某些电路板中，焊盘之间可能部分或完全没有阻焊层。这会暴露出比必要更多的铜，并可能导致在组装过程中在引脚之间意外形成焊桥。这可能会导致短路以及腐蚀保护降低，这两者都会对电路板的功能和寿命产生负面影响。

　　这种缺陷通常是由于设计疏忽造成的，例如阻焊层未定义或将较大电路板的设置转移到较小的电路板，导致焊盘孔对于较小的 PCB 来说太大。在将设计发送给制造商之前仔细检查设计即可避免这种情况。

　　6. 酸性陷阱

　　“酸阱”是电路中锐角的常用术语。之所以这样称呼它们，是因为这些锐角会在 PCB 蚀刻过程中捕获酸，使酸在角落中积聚。从功能上讲，这个角度会让酸在角落中停留的时间比设计要求的要长，导致酸腐蚀得比预期的要多。因此，酸会破坏连接，导致电路出现故障，并在以后引起更严重的问题。

　　大多数设计师都知道电路板上的锐角会引起问题，因此接受了避免这些问题的培训。然而，错误确实会发生。PCB 酸陷阱通常是简单的人为错误造成的，尽管如果设置不正确，一些设计软件程序也可能将电路设置为锐角。

　　大多数设计师在仔细检查工作时都会发现锐角，但疏忽也是有可能的。如果是这种情况，好的制造商会通过 DFM 检查发现这些错误。获取定价和交货时间

　　7. 零部件制造质量差

　　PCB 故障的另一个原因是工程团队使用制造不良的组件。在 PCB 生产过程中，由于电子组装过程中使用不当组件而造成的物理损坏可能会损坏 PCB 并导致电源故障。制造不良的组件导致的常见 PCB 组装缺陷和故障包括连接问题和零件松动。

　　此外，焊接过程中使用的残留焊剂会残留在 PCB 板上，造成严重损坏，并可能导致电路板需要维修。成功的公司会确保与在 PCB 中使用高质量组件的制造商合作。

　　8.散热片

　　散热片是焊盘周围的细小走线，用于将焊盘连接到平面。这些散热片使焊盘能够更有效地散热，是焊接过程中的重要部件。然而，有时，散热片和平面其余部分之间或散热片和焊盘之间的空隙会导致连接不完整，从而降低这些散热片产生的传热系统的效率。这可能会导致一些功能问题。

　　散热不足需要更长的时间才能将热量从焊盘传输到平面的其余部分，这在焊接过程中或电路受到热应力时可能会造成问题。散热不良的导热垫可能会焊接异常，并且需要异常长时间才能回流，从而减慢组装过程。制造完成后，散热不足的电路板可能会出现传热不足的情况，并且更容易过热和热损坏。

　　过热和热损坏的根源通常出现在制造过程中。这些热连接通常与计算机辅助设计 (CAD) 系统中的平面层正确绑定，但不知何故制造时与平面其余部分的连接减少。热成型或加工过程中的制造问题都可能导致此问题。要解决此问题，通常好的做法是更换热连接。

　　经验丰富且评级较高的制造公司可以轻松识别此类故障散热装置，并在它们对电路板造成问题之前将其更换。