PCB設計必知:PCB板要清洗的原因及清洗方法
發布時間:2015-05-05 責任編輯:sherry
【導讀】在(zai)為(wei)非(fei)功(gong)能(neng)性(xing)或(huo)不(bu)良(liang)性(xing)能(neng)電(dian)路(lu)排(pai)除(chu)故(gu)障(zhang)時(shi),工(gong)程(cheng)師(shi)通(tong)常(chang)可(ke)運(yun)行(xing)仿(fang)真(zhen)或(huo)其(qi)它(ta)分(fen)析(xi)工(gong)具(ju)從(cong)原(yuan)理(li)圖(tu)層(ceng)麵(mian)考(kao)量(liang)電(dian)路(lu)。如(ru)果(guo)這(zhe)些(xie)方(fang)法(fa)不(bu)能(neng)解(jie)決(jue)問(wen)題(ti),就(jiu)算(suan)是(shi)最(zui)優(you)秀(xiu)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)可(ke)能(neng)也(ye)會(hui)被(bei)難(nan)住(zhu),感(gan)到(dao)挫(cuo)敗(bai)或(huo)困(kun)惑(huo)。小(xiao)編(bian)也(ye)曾(zeng)經(jing)經(jing)曆(li)過(guo)這(zhe)種(zhong)痛(tong)苦(ku)。為(wei)避(bi)免(mian)鑽(zuan)進(jin)類(lei)似(si)的(de)死(si)胡(hu)同(tong),這(zhe)裏(li)向(xiang)大(da)家(jia)介(jie)紹(shao)一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)而(er)又(you)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)小(xiao)技(ji)巧(qiao):為其保持清潔!
我這麼說是什麼意思呢?就是說如果PCB 沒有保持適當的清潔,在 PCB 裝配或修改過程中使用的某些材料可導致嚴重的電路功能性問題。此類現象中最為常見的問題之一就是焊劑。

圖 1 即為殘留過多數量焊劑的 PCB。
焊劑是一種化學製劑,用於協助將組件焊接至 PCB。但令人遺憾的是如果在焊接後不加以清除,焊劑會劣化 PCB 的表麵絕緣電阻,在該過程中會給電路性能造成嚴重退化!

圖 2 是我用來展示焊劑汙染所造成結果的測試電路。由 2.5V 參考電壓激活的平衡惠斯頓接橋網絡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。在理想狀態下,由於橋接處於平衡狀態,因而 VIN+ - VIN- = 0V。但焊劑汙染會造成實際橋接傳感器電壓隨時間慢慢漂移。
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在本次測試中,裝配後我同時記錄了不同程度清潔之後 VIN- 和 VOUT 一小時的變動情況:
未清潔; 手工清洗,風幹; 超聲波清洗,風幹,烘烤。

從圖 3 中可以看出,焊劑汙染對橋接傳感器輸出性能有嚴重的影響。在未清潔或手工清洗的情況下,橋接傳感器電壓從未達到約 VREF/2 deyuqidianya,jibianzaiyixiaoshiquwenshijianzhihou。ciwai,weiqingjiedianlubanhaibiaoxianchudaliangwaibuzaoshengshouji。zaishiyongchaoshengboyuqingxibingwanquanganzaohou,qiaojiechuanganqidianyawenrupanshi。

觀察INA333的輸出電壓,我們會連續看到不當清潔造成的性能退化。
未清潔的電路板出現了 DC 錯誤、超長趨穩時間以及嚴重的外部噪聲收集; 手工清潔的電路板出現了奇怪的極低頻率噪聲。我最終找到了根源 — 是因為測試設施內部的空調循環! 和預想的一樣,正確清潔並烘幹的電路板表現優異,測試中的任何點都沒有發生漂移。 總之,焊劑清潔不當會造成嚴重的性能降低,特別是在高精度 DC 電路中。對所有手工裝配或修改過的 PCB,請務必使用超聲波浴(或類似方式)完成最終清潔。在使用空氣壓縮機風幹後,采用稍高溫度烘烤裝配並清洗後的 PCB,可清除任何殘留濕氣。我們一般在 70°C 下烘烤 10 分鍾。
這個簡單的“保持清潔”技巧應該能夠幫助您大幅減少花在排除故障上的時間,幫助您將更多時間用於設計出色的高精度電路!
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