PCB가 악몽을 일으키고 있습니까? 지금 고치세요.

PCB 문제로 인해 정상적인 생산일은 긴 밤의 테스트, 재작업, 답이 없는 질문으로 바뀔 수 있습니다. 보드는 검사 중에 실패하거나, 조립 후 작동을 멈추거나, 조기 테스트를 통과하고 나중에 고장날 수 있습니다. 각 증상은 서로 다른 원인을 가리키므로 추측하는 데 시간이 낭비되는 경우가 많습니다. 실패 패턴부터 시작하겠습니다. 명확한 패턴은 디자인을 수정하거나 생산 공정을 변경하기 전에 검색 범위를 좁히는 데 도움이 됩니다. ## PCB에 전원이 들어오지 않을 때 복잡한 회로 부분을 보기 전에 전원 경로를 먼저 확인합니다. 제가 일반적으로 점검하는 사항은 다음과 같습니다. - 커넥터의 입력 전압 - 퓨즈, 보호 다이오드 및 스위치 상태 - 극성 표시 - 전원 및 접지 저항 - 각 조정기 출력의 전압 - 전원 부품 주변의 납땜 연결부 - 인근 구리 영역 사이의 단락 수명의 흔적이 없는 보드에는 조정기가 손상되었거나 구성 요소가 반전되었거나 커패시터가 단락되었을 수 있습니다. 저항 모드로 설정된 멀티미터는 전원과 접지 사이의 낮은 저항 경로를 나타낼 수 있습니다. 일부 회로는 자연적으로 전류를 끌어오기 때문에 판독 결과가 항상 결함으로 입증되는 것은 아니지만 이는 유용한 출발점을 제공합니다. 또한 고장난 보드를 알려진 좋은 보드와 비교합니다. 이 간단한 나란히 검사를 통해 누락된 구성 요소, 다른 저항 값 또는 일반 조명에서 놓치기 쉬운 납땜 브리지를 확인할 수 있습니다. ## PCB가 재설정되거나 간헐적으로 작동하는 경우 간헐적인 오류는 완전한 오류보다 더 어려운 경우가 많습니다. 보드는 벤치에서 작동하고 제품 인클로저 내부에서 작동하지 않을 수 있습니다. 모터가 시동되거나, 케이블이 움직이거나, 온도가 변하면 재설정될 수 있습니다. 나는 네 가지 영역을 살펴봅니다: 1. 전력 안정성 2. 접지 연결 3. 기계적 스트레스 4. 신호 품질 전압 레일은 회로가 작동하기 시작할 때 부하나 강하가 없어도 올바르게 보일 수 있습니다. 오실로스코프는 멀티미터가 포착할 수 없는 짧은 전압 강하를 확인하는 데 도움이 됩니다. 느슨한 커넥터와 금이 간 납땜 이음새는 유사한 증상을 유발할 수 있습니다. 보드를 가볍게 누르고, 케이블을 구부리고, 안전한 취급 방법에 따라 다양한 온도에서 장치를 테스트합니다. 기계적 이동 후 결함이 나타나면 대형 부품, 보드 가장자리, 장착 구멍 및 커넥터를 검사합니다. 작은 생산 사례를 보면 이것이 왜 중요한지 알 수 있습니다. 하나의 제어 보드는 기능 테스트를 통과했지만 일부 장치는 기계에 설치한 후 재설정되었습니다. 전원 공급 장치가 정격 출력 범위 내에 있었지만 모터 시동 중에 짧은 전압 강하가 발생했습니다. 보드에는 더 나은 전력 필터링과 접지 경로 검토가 필요했습니다. 무작위 구성 요소를 교체해도 재설정 원인이 해결되지 않았을 것입니다. ## 솔더 조인트는 괜찮아 보이지만 회로에 문제가 있는 경우 솔더 조인트는 괜찮아 보이지만 여전히 전기 연결이 약할 수 있습니다. 이는 스루홀 핀, 미세 피치 패키지, 커넥터 또는 열과 진동에 노출된 부품에서 발생할 수 있습니다. 나는 확대경으로 보드를 검사하고 다음 사항을 확인합니다. - 구성 요소 리드 주변의 균열 - 고르지 못한 납땜 범위 - 들어 올려진 패드 - 납땜 브리지 - 스루홀 핀의 불충분한 납땜 - 민감한 회로 근처의 오염 - 조립 X-Ray 검사 중에 충분한 열을 받지 못한 패드는 BGA와 같은 패키지 아래의 숨겨진 접합에 도움이 될 수 있습니다. 육안 검사로는 모든 연결을 확인할 수 없기 때문에 전기 테스트는 여전히 중요합니다. 조립과정도 리뷰해봅니다. 잘못된 스텐실 두께, 열악한 페이스트 저장 공간, 잘못된 리플로우 설정 및 구성 요소 배치 오류로 인해 여러 보드에서 반복적인 결함이 발생할 수 있습니다. 하나의 실패한 보드가 수리 문제일 수 있습니다. 배치 전반에 걸쳐 반복되는 실패는 프로세스 제어 또는 조립을 위한 설계 문제를 야기합니다. ## 신호가 불안정한 경우 보드가 기본 연속성 검사를 통과하더라도 고속 신호가 실패할 수 있습니다. 트레이스가 연결되어 있어도 임피던스 변화, 긴 복귀 경로, 원치 않는 커플링 또는 약한 종료로 인해 여전히 불량한 신호 동작이 발생할 수 있습니다. 나는 다음을 검토합니다: - 트레이스 폭 및 간격 - 레이어 스택업 - 접지 참조 - 비아 배치 - 차동 쌍 라우팅 - 반환 전류 경로 - 커넥터 설계 - 클록 및 데이터 라인 길이 신호 트레이스는 단독으로 작동하지 않습니다. 반환 경로도 중요합니다. 트레이스가 기준 평면의 분할을 교차하는 경우 반환 전류가 더 긴 경로를 사용할 수 있습니다. 이는 소음을 증가시키고 타이밍에 영향을 줄 수 있습니다. 고속 설계를 위해서는 기본 설정에만 의존하기보다는 PCB 제조사에 실제 스택업과 소재 데이터를 요청합니다. 또한 설계 임피던스 목표와 제조 능력을 비교합니다. 최고의 결과는 생산 시작 전 설계자, 제작사, 조립팀 간의 소통에서 비롯됩니다. ## PCB가 너무 뜨거워지는 경우 열은 부품 고장, 공기 흐름 불량, 과도한 전류 또는 부하에 비해 너무 작은 구리 면적으로 인해 발생할 수 있습니다. 저는 다음 주위의 온도를 측정합니다. - 전압 조정기 - 전력 트랜지스터 - 다이오드 - 커넥터 - 고전류 트레이스 - 배터리 충전 회로 열화상 카메라는 보드 전체의 핫스팟을 드러낼 수 있습니다. 따뜻한 부품은 자동으로 결함이 발생하지 않으므로 측정된 온도를 부품 데이터시트 및 제품의 작동 조건과 비교합니다. 또한 부품에서 열이 빠져나갈 수 있는지도 확인합니다. 구리 주입, 열 비아, 방열판 및 인클로저 설계는 모두 온도에 영향을 미칩니다. 조정기는 전기 정격 내에서 작동할 수 있으며 입력 전압이 출력 전압보다 훨씬 높으면 여전히 너무 뜨거워질 수 있습니다. ## 설치 후 PCB 불량이 나타나는 경우 공장 테스트를 통과한 보드라도 현장에서는 동작 환경이 다르기 때문에 불량이 발생할 수 있습니다. 제품에는 테스트 계획에 포함되지 않은 진동, 습도, 먼지, 전기적 소음 또는 온도 변화가 발생할 수 있습니다. 설계를 변경하기 전에 현장 정보를 수집합니다. - 고장이 발생한 위치 - 장치 작동 시간 - 주변 온도 - 입력 전압 - 연결된 부하 - 설치 방법 - 습기 또는 부식의 징후 - 고장난 장치와 작동 중인 장치의 차이점 사진, 테스트 기록 및 반환된 샘플을 통해 패턴을 확인할 수 있습니다. 모터 근처에 설치된 장치만 고장나는 경우 전자기 소음이 문제의 일부일 수 있습니다. 습기가 많은 장소에서 고장이 나타나면 표면 오염이나 습기 보호에 주의가 필요할 수 있습니다. ## 실용적인 PCB 문제 해결 순서 내가 선호하는 순서는 간단합니다. 1. 정확한 고장 증상을 기록합니다. 2. 고장난 보드를 작업 보드와 비교합니다. 3. 전원, 접지 및 눈에 보이는 손상을 확인하십시오. 4. 기본 연속성과 저항을 테스트합니다. 5. 작동 부하 하에서 전압을 측정합니다. 6. 납땜 연결부와 커넥터를 검사합니다. 7. 적절한 테스트 장비로 신호를 확인하십시오. 8. 회로도, 레이아웃, 스택업 및 조립 기록을 검토합니다. 9. 통제된 조건 하에서 결함을 재현합니다. 10. 반복적인 테스트를 통해 수리 여부를 확인합니다. 이렇게 하면 무작위 부품 교체가 줄어듭니다. 또한 설계 업데이트 및 공급업체 논의에 유용한 기록을 생성합니다. 좋은 PCB 문제 해결 프로세스는 하나의 도구나 한 사람의 추측에 의존하지 않습니다. 증상, 측정치, 생산 데이터, 보드의 작업 조건을 결합합니다. 이러한 접근 방식을 사용하면 설계 문제를 조립 결함, 구성 요소 오류 또는 설치 문제와 더 쉽게 분리할 수 있습니다. PCB에 계속 오류가 발생하는 경우 가장 빠른 경로는 전원, 접지, 연결, 열, 신호 및 환경과 같은 기본으로 차분하게 돌아가는 것입니다. 각 테스트는 하나의 명확한 질문에 답해야 합니다. 이러한 습관은 혼란스러운 보드 오류를 측정하고 수정할 수 있는 문제로 바꿉니다.

PCB 오류가 생산 라인에서 시작되는 경우는 거의 없습니다. 설계에 간격이 너무 적거나 재료 선택이 환경과 일치하지 않거나 작은 프로세스 위험이 확인되지 않은 경우 많은 사람들이 더 일찍 시작합니다. 설계 검토 중에 근본 원인을 찾을 수 있었는데도 팀이 실패한 보드를 수리하는 데 몇 주를 소비하는 것을 보았습니다. 솔더 브리징으로 인한 단락, 열 순환으로 인한 조인트 균열 또는 과도한 전류로 인한 트레이스 손상은 비용, 배송 계획 및 제품 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다. 더 나은 접근 방식은 첫 번째 생산 실행 전에 실패 위험을 찾는 것입니다. 스트레스 포인트에 대한 설계 검토 먼저 PCB가 처리해야 하는 전기적 및 기계적 조건부터 시작합니다. 확인 사항은 다음과 같습니다. - 각 전원 트레이스의 최대 전류 - 전압 간극 및 연면 거리 - 조정기, 프로세서 및 전원 장치 주변의 열 - 커넥터 부하 및 케이블 이동 - 장착 구멍 근처의 보드 유연성 - 구멍 크기 및 환형 링 - 미세 피치 구성 요소 사이의 간격 - 진동, 습기, 먼지 또는 화학 물질에 노출된 영역 트레이스가 기본 설계 검사를 통과했지만 실제 사용 중에 여전히 너무 뜨거워질 수 있습니다. 커넥터는 근처 솔더 조인트에 응력을 가하는 동안 보드에 맞을 수 있습니다. 설계에는 회로도에 표시된 값뿐만 아니라 제품의 작동 조건도 반영되어야 합니다. 애플리케이션에 PCB 재료를 일치시키세요 FR-4는 많은 제품에 적합하지만 모든 보드가 동일한 요구 사항에 직면하는 것은 아닙니다. 따뜻한 인클로저에 사용되는 보드에는 더 나은 열 성능을 가진 재료가 필요할 수 있습니다. 고속 설계에는 제어된 임피던스와 안정적인 레이어 구조가 필요할 수 있습니다. 실외에서 사용되는 제품은 습기와 오염으로부터 보호해야 할 수 있습니다. 또한 예상 온도 범위와 가열 및 냉각 주기 횟수도 검토합니다. 반복적인 확장은 비아, 솔더 조인트 및 구리 층에 응력을 가할 수 있습니다. 이러한 위험은 보드가 큰 구리 영역과 작은 구성 요소를 결합할 때 더욱 심각해집니다. 소재 선택은 단가로만 선택하는 것이 아니라 제품의 용도와 연계되어야 합니다. 제조 친화적인 레이아웃 만들기 화면에서 올바르게 보이는 디자인이라도 제작 또는 조립 중에 여전히 문제가 발생할 수 있습니다. 나는 다음 사항을 확인합니다. - 부품 배치 및 재작업을 위한 충분한 간격이 있는지 - 솔더 마스크 개구부가 패키지 요구 사항과 일치하는지 - 구리 균형이 보드 전체에 적합 - 기준점은 자동화된 조립에 사용 가능 - 테스트 지점에 도달할 수 있음 - 작은 부품이 높은 부품에 너무 가까이 배치되지 않음 - 비아가 솔더 손실이 발생하지 않는 위치에 있음 - 패널화로 안정적인 생산 지원 미세 피치 패키지에는 신중한 패드 및 스텐실 설계가 필요함 납땜이 너무 많으면 브리지가 생길 수 있습니다. 납땜이 너무 적으면 접합이 약해지거나 열릴 수 있습니다. 레이아웃 팀, PCB 제작자 및 조립 파트너는 함께 설계를 검토해야 합니다. 각 그룹은 위험의 다른 부분을 봅니다. 제어 제조 세부 사항 많은 PCB 문제는 명확한 설계 실수보다는 프로세스 변화로 인해 발생합니다. 저는 제작자에게 다음 사항을 확인하도록 요청합니다. - 레이어 등록 제한 - 마감된 구리 두께 - 최소 추적 및 간격 기능 - 신뢰성 데이터를 통해 - 표면 마감 유형 - 솔더 마스크 공차 - 임피던스 제어 방법 - 전기 테스트 적용 범위 도면에는 생산 팀이 따를 수 있는 방식으로 요구 사항이 명시되어야 합니다. 모호한 메모로 인해 공급업체 간에 서로 다른 해석이 발생할 수 있습니다. 다층 기판의 경우 적층 승인이 중요합니다. 실제 스택업은 임피던스, 신호 손실, 드릴링 깊이 및 적층 품질에 영향을 미칩니다. 나는 제안된 스택업이 제품의 신호 및 기계적 요구 사항과 일치할 때까지 승인된 것으로 간주하지 않습니다. 조립 관련 불량 감소 조립 불량은 단순한 시각적 문제로 보일 수 있지만 제품을 사용하기 전까지는 그 효과가 나타나지 않을 수 있습니다. 일반적인 위험은 다음과 같습니다. - 삭제된 칩 부품 - 솔더 브리지 - 열 패드 아래의 공백 - 차가운 솔더 조인트 - 잘못된 부품 방향 - 부품 이동 - 손상된 커넥터 - 스루홀 핀의 납땜 부족 스텐실 설계, 페이스트 선택, 리플로우 프로필 및 부품 수분 제어를 검토합니다. 대형 열 패드에는 솔더 볼륨과 보이드를 관리하기 위해 특정 페이스트 패턴이 필요한 경우가 많습니다. 습기에 민감한 포장의 경우 보관 및 바닥 수명 관리가 중요합니다. 습기를 흡수하는 패키지는 리플로우 중에 내부 손상을 입을 수 있습니다. 기본 점검 중에는 결함이 눈에 띄지 않을 수도 있습니다. 실패 위험과 일치하는 테스트 사용 육안 검사는 유용하지만 모든 문제를 발견할 수는 없습니다. 제품에 따라 다음을 권장할 수 있습니다. - 자동 광학 검사 - 플라잉 프로브 테스트 - 회로 내 테스트 - 기능 테스트 - X선 검사 - 단면 분석 - 열 순환 - 진동 테스트 - 절연 저항 테스트 - 적합한 경우 높은 잠재력 테스트 테스트 계획은 각 테스트를 알려진 위험에 연결해야 합니다. X-Ray 검사는 숨겨진 납땜 접합부를 검토하는 데 도움이 됩니다. 열 순환으로 인해 약한 비아 또는 납땜 연결이 노출될 수 있습니다. 기능 테스트를 통해 여러 회로가 함께 작동할 때만 나타나는 오류를 확인할 수 있습니다. 전도성 수염이 일부 주석 마감재에서 자라서 전기적 단락을 일으킬 수 있기 때문에 NASA는 주석 수염에 대한 지침을 발표했습니다. 이 예는 보드가 초기 전기 점검을 통과한 경우에도 재료 선택 및 환경 테스트에 주의를 기울여야 하는 이유를 보여줍니다. 생산에 추적성 구축 장애가 발생하면 어떤 자재 로트, 기계, 작업자 프로세스, 테스트 결과가 보드에 연결되었는지 알아야 합니다. 유용한 기록에는 다음이 포함됩니다. - PCB 제조 로트 - 부품 로트 코드 - 솔더 페이스트 배치 - 리플로우 프로파일 - 검사 결과 - 수리 이력 - 기능 테스트 데이터 - 공급업체 변경 - 고객 반환 세부 정보 추적성은 설계 문제와 프로세스 문제를 분리하는 데 도움이 됩니다. 또한 작은 결함이 검토 없이 추후 생산을 통해 확산되는 것을 방지합니다. 시제품을 증거로 삼으세요 시제품은 단순히 제품의 작동 여부를 확인하기 위한 샘플이 아닙니다. 고장 데이터를 수집할 수 있는 기회입니다. 조립 후 기판을 검사하고, 부하가 걸린 상태에서 온도를 측정하고, 민감한 신호를 확인하고, 조립이 어려웠던 부분을 검토합니다. 기술자에게 추가 수작업이 필요한 경우 이유를 묻습니다. 반복적인 수동 수정으로 인해 레이아웃이나 프로세스 문제가 발생하는 경우가 많습니다. 한 번 작동하는 프로토타입은 여전히 ​​더 많은 테스트가 필요할 수 있습니다. 저는 여러 보드와 다양한 작동 조건에서 반복성을 찾습니다. 가장 신뢰할 수 있는 PCB 프로세스는 설계 검토, 재료 선택, 제조 제어, 조립 검사, 테스트 및 추적성을 연결합니다. 이러한 활동을 하나의 프로세스로 처리하면 위험을 더 일찍 발견하고 실패 분석이 더 쉬워집니다. 가능한 모든 조건에 맞게 보드를 설계할 필요는 없습니다. 환경, 구성, 승인에 사용되는 테스트 사이의 명확한 연결이 필요합니다. 이러한 연결은 PCB 오류가 고객에게 도달하기 전에 이를 방지하는 데 도움이 됩니다.

실패한 PCB는 진단하기 어려울 수 있습니다. 보드가 깨끗해 보일 수 있지만 작은 납땜 균열, 손상된 트레이스, 약한 전원 레일 또는 과열된 구성 요소로 인해 전체 시스템이 작동을 멈출 수 있습니다. 저는 모터 컨트롤러, LED 드라이버, 제어 보드, 산업용 센서 모듈에서 이런 일이 일어나는 것을 보았습니다. 부품을 무작위로 교체하면 실제 결함을 해결하지 못한 채 비용이 추가되는 경우가 많습니다. 더 나은 수리는 증거로부터 시작됩니다. ## 증상부터 시작하십시오. 부품을 만지기 전에 보드가 무엇을 하는지 적어 두십시오. - PCB의 전원이 켜지지 않습니까? - 부하가 걸려도 다시 시작되나요? - 한 부분이 비정상적으로 뜨겁나요? - 진동이나 움직임 후에 결함이 나타나는가? - 문제가 물에 노출되거나 합선 또는 전압 서지 이후에 시작되었습니까? - 보드가 추울 때 작동하고 예열 후에는 작동하지 않습니까? 이러한 세부정보는 검색 범위를 좁히는 데 도움이 됩니다. 10분 후에만 오류가 발생하는 보드에는 열 문제가 있을 수 있습니다. 커넥터가 움직일 때 멈추는 보드에는 납땜 접합부가 갈라졌거나 케이블이 손상되었을 수 있습니다. ## 전원 경로 확인 전원 문제는 일반적인 PCB 오류 원인입니다. 입력 커넥터, 퓨즈, 보호 다이오드, 스위치 및 전압 조정기부터 시작합니다. 저는 주 전원 입력만 확인하는 대신 멀티미터를 사용하여 각 단계의 전압을 측정합니다. 예를 들어 제어 보드는 커넥터에서 24V를 수신하지만 마이크로컨트롤러에는 3.3V만 제공할 수 있습니다. 입력 공급 장치는 정상으로 보이지만 조정기가 손상되었거나 과부하되었을 수 있습니다. 가능하면 보드를 다른 장비와 분리한 상태에서 측정을 수행해야 합니다. 이렇게 하면 연결된 장치가 손상될 위험이 줄어들고 보드 오류를 외부 오류와 분리하는 데 도움이 됩니다. 확인 사항: - 잘못된 입력 전압 - 역극성 손상 - ​​퓨즈 끊어짐 - 커패시터 단락 - 전압 조정기 고장 - 느슨한 접지 연결 - 커넥터의 높은 저항 저항이나 연속성을 확인하기 전에 전원을 꺼야 합니다. 라이브 보드의 저항 측정은 미터를 손상시키고 안전 위험을 초래할 수 있습니다. ## 물리적 손상 확인 육안 검사를 통해 유용한 단서를 찾을 수 있는 경우가 많습니다. 나는 다음 사항을 확인합니다. - 전원 구성 요소 근처의 어두운 부분 - 금이 가거나 들어 올려진 구성 요소 - 부풀어 오르거나 누출되는 커패시터 - 커넥터 주변의 부식 - 탄 흔적 - 눈에 보이는 링이나 균열이 있는 납땜 연결부 - 구부러진 핀 - 느슨한 전선 - 먼지나 습기가 섞인 플럭스 잔류물 깨진 납땜 연결부가 실내 조명 아래에서는 정상적으로 나타날 수 있습니다. 커넥터를 부드럽게 움직이고, 주의 깊게 확대하고, 온도 변화를 관찰하면 간헐적인 연결 위치를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다. 보드를 공격적으로 구부리면 새로운 손상이 발생할 수 있으므로 피해야 합니다. 기계 내부에 사용되는 PCB는 대형 릴레이, 변압기, 단자대 또는 방열판 근처에서 납땜 균열이 발생할 수 있습니다. 이러한 부품은 정상 작동 중에 기계적 응력과 온도 변화를 경험합니다. ## 단락 테스트 파워 레일의 단락은 전체 PCB를 정지시킬 수 있습니다. 전원을 제거한 후 의심되는 공급 레일과 접지 사이의 저항을 측정합니다. 측정기에서 충전하는 동안 커패시터가 잠시 낮은 저항을 나타낼 수 있으므로 판독값이 낮다고 해서 항상 단락이 확인되는 것은 아닙니다. 나는 판독값이 상승하는지 또는 낮게 유지되는지 관찰합니다. 판독값이 계속 낮으면 해당 레일에 연결된 구성 요소를 검사합니다. 세라믹 커패시터, MOSFET, 다이오드 및 집적 회로는 모두 단락될 수 있습니다. 제어된 전류 제한 전원 공급 장치는 문제를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다. 보드는 설계에 적합한 전압과 전류만을 수신해야 합니다. 열화상 카메라나 소량의 승인된 전자 냉각 스프레이를 사용하면 따뜻한 구성 요소가 드러날 수 있지만 두 가지 방법 모두 민감한 부품 주위에는 주의가 필요합니다. ## 작동 중인 보드와 신호 비교 알려진 양호한 보드를 사용할 수 있는 경우 비교 테스트를 통해 시간을 절약할 수 있습니다. 두 보드 모두에서 동일한 테스트 지점을 측정합니다. - 입력 전압 - 조정기 출력 - 재설정 라인 - 클록 신호 - 통신 라인 - 모터 또는 릴레이 구동 신호 - 센서 공급 전압 목표는 컨텍스트 없이 판독값을 복사하는 것이 아닙니다. 나는 결함이 있는 보드가 정상 보드와 다른 첫 번째 지점을 찾습니다. 예를 들어, 센서 모듈은 올바른 5V 공급을 수신하지만 출력 신호를 보내지 않을 수 있습니다. 결함은 센서, 커넥터, 신호 추적 또는 메인 PCB의 입력 회로에 있을 수 있습니다. 각 섹션을 테스트하여 불필요한 부품 교체를 방지합니다. ## 트레이스 및 비아 검사 손상된 구리 트레이스는 구성 요소가 정상일 때에도 전원이나 신호 흐름을 방해할 수 있습니다. 나는 구성 요소 핀과 회로의 다음 알려진 지점 사이의 연속성 테스트를 사용합니다. 흔적이 열려 있으면 확대하여 검사합니다. 부식, 과열 및 기계적 손상으로 인해 좁은 흔적이 깨질 수 있습니다. 비아는 열 스트레스나 물리적 충격 후에도 파손될 수 있습니다. 수리 와이어는 연결을 복원할 수 있지만 원래 회로 경로를 따라야 하며 진동으로부터 안전하게 유지되어야 합니다. 수리된 부위에는 필요한 경우 단열재와 기계적 지지가 필요합니다. 수리로 인해 고전압 영역과 저전압 영역 사이의 간극이 줄어들어서는 안 됩니다. 주 전원에 연결된 보드에는 특별한 주의, 적절한 절연 및 자격을 갖춘 기술자의 테스트가 필요합니다. ## 열 관련 결함 확인 온도는 종종 전자 동작을 변화시킵니다. 뜨거워지는 구성 요소를 모니터링하면서 보드가 안전한 조건에서 작동하도록 허용합니다. 너무 뜨거워서 만질 수 없는 구성 요소가 자동으로 결함이 있는 것은 아니지만 비슷한 구성 요소에 비해 비정상적인 열이 있다는 것은 유용한 단서입니다. 일반적인 열 관련 원인은 다음과 같습니다. - 너무 많은 전류를 공급하는 조정기 - 과도한 부하에서 트랜지스터 스위칭 - 불량한 방열판 접촉 - 단락된 다운스트림 구성 요소 - 손상된 모터 또는 솔레노이드 - 고장난 팬 - 잘못된 구성 요소 선택 원래 부하가 손상된 상태로 남아 있으면 뜨거운 구성 요소만 교체하는 수리가 다시 실패할 수 있습니다. 보드를 서비스 센터로 보내기 전에 연결된 모터, 릴레이, 램프 또는 액추에이터를 테스트합니다. ## 펌웨어 및 설정 검토 모든 PCB 오류가 하드웨어로 인해 발생하는 것은 아닙니다. 펌웨어가 손상되거나 구성이 손실되거나 통신 설정이 잘못된 경우 보드가 작동하지 않는 것처럼 보일 수 있습니다. 표시기 LED, 부팅 메시지, 프로그래밍 연결 및 통신 활동을 확인합니다. 전원이 켜지지만 응답하지 않는 컨트롤러에는 다음이 있을 수 있습니다. - 잘못된 전송 속도 - 통신 트랜시버 오류 - 펌웨어 손상 - ​​클럭 신호 누락 - 재설정 회로 오류 - 잘못된 구성 데이터 펌웨어는 신뢰할 수 있는 소스에서 제공되어야 하며 정확한 보드 버전과 일치해야 합니다. 다른 개정판용 소프트웨어를 로드하면 새로운 문제가 발생할 수 있습니다. ## 실제 수리 사례를 사용해보세요. 24V 밸브 구동이 멈춘 제어반을 통해 작업한 적이 있습니다. 퓨즈는 손상되지 않았고, 주 입력 전압도 있었고, 보드에 눈에 띄는 탄 자국도 보이지 않았습니다. 제어 신호가 드라이버 회로에 도달했지만 밸브가 연결되면 출력 전압이 사라졌습니다. 테스트 결과 밸브 코일에 낮은 저항 오류가 발생한 것으로 나타났습니다. 그 결함으로 인해 보드의 스위칭 트랜지스터가 손상되었습니다. 트랜지스터를 교체하는 것만으로는 충분하지 않았습니다. 밸브도 테스트하고 교체해야 했습니다. 수리 후 장비가 정상 작동으로 복귀하기 전에 올바른 부하로 출력을 확인했습니다. 이러한 유형의 실패는 주변 시스템이 중요한 이유를 보여줍니다. PCB는 눈에 보이는 장애 지점일 수 있지만 원래 원인은 연결된 구성 요소에 있습니다. ## 수리 또는 교체 여부 결정 결함이 명확하고 보드에 접근 가능한 구성 요소, 서비스 가능한 트레이스 또는 교체 가능한 커넥터가 있는 경우 수리가 적합한 경우가 많습니다. 다음과 같은 경우 교체가 더 실용적일 수 있습니다. - 여러 레이어가 손상된 경우 - 프로세서 또는 메모리에 오류가 발생한 경우 - 보드에 광범위한 부식이 있는 경우 - 안전 절연이 불확실한 경우 - 프로그래밍 도구를 사용할 수 없는 경우 - 수리 비용이 검증된 교체 비용에 가까울 경우 - 보드가 오류로 인해 위험을 초래할 수 있는 장비를 제어하는 ​​경우 결함, 테스트 결과, 교체된 부품 및 최종 점검 사항을 기록합니다. 이 정보는 동일한 실패가 반복되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. ## 수리 후 보드 테스트 수리된 PCB는 통제된 조건에서 테스트되어야 합니다. 확인 사항: 1. 올바른 극성 및 커넥터 위치 2. 전원과 접지 사이의 저항 3. 조정된 출력 전압 4. 주 부하 없이 전류 소모 5. 신호 활동 6. 정상 부하에서의 작동 7. 작동 중 온도 8. 전원 사이클링 후 재시작 동작 최종 테스트는 원래 문제를 일으킨 조건과 일치해야 합니다. 벤치에서 작동하는 보드는 뜨겁고 진동하는 기계 내부에서 여전히 작동하지 않을 수 있습니다. 명확한 증상, 측정된 전압, 가시적인 증거 및 통제된 테스트는 일반적으로 더 나은 PCB 수리로 이어집니다. 무작위 부품 교체로 실제 원인을 숨길 수 있습니다. 세심한 진단은 보드, 연결된 장비, 작업을 수행하는 사람을 보호합니다.

PCB 문제가 생산 라인에서 시작되는 경우는 거의 없습니다. 회로도의 작은 문제, Gerber 파일의 누락된 메모 또는 잘못된 구성 요소 선택으로 인해 조립이 지연되고 추가 테스트가 발생하고 보드가 예상대로 작동하지 않을 수 있습니다. 나는 압력을 이해합니다. 불분명한 설계 피드백, 반복되는 프로토타입 변경, 신호 소음, 납땜 결함 또는 명확한 수정 없이 짧은 답변을 제공하는 공급업체를 처리해야 할 수도 있습니다. 좋은 소식은 명확한 검토 프로세스를 통해 대부분의 PCB 문제를 줄일 수 있다는 것입니다. ## 실제 문제부터 시작하세요. 보드가 고장나면 무작위로 부품을 바꾸는 것부터 시작하지 않습니다. 실패 패턴을 살펴봅니다. 스스로에게 물어보세요: - 보드가 매번 실패합니까, 아니면 특정 조건에서만 실패합니까? - 문제가 전원, 신호 품질, 열 또는 조립과 관련되어 있습니까? - 디자인 변경 후 문제가 나타났나요? - 문제가 하나의 보드에 영향을 미치나요, 아니면 전체 배치에 영향을 미치나요? - 테스트 중에 결함이 재현될 수 있습니까? 모터가 시작될 때 재설정되는 보드에는 전원 설계 문제가 있을 수 있습니다. 기본 테스트를 통과했지만 더 높은 데이터 속도에서 실패하는 보드에는 신호 무결성 검토가 필요할 수 있습니다. 솔더 조인트가 고르지 않은 보드의 경우 패드 디자인, 스텐실 설정 또는 구성 요소 배치를 변경해야 할 수 있습니다. 고장 패턴은 수리 작업이 시작되기 전에 올바른 영역을 가리키는 경우가 많습니다. ## 디자인 파일 검토 많은 생산 문제는 파일 불일치로 인해 발생합니다. 보드를 제작 또는 조립하기 전에 전체 설계 패키지를 확인합니다. - 회로도 - PCB 레이아웃 - Gerber 파일 - 드릴 파일 - BOM - 픽 앤 플레이스 파일 - 조립 도면 - 테스트 요구 사항 BOM의 부품 번호는 회로도 및 배치 파일과 일치해야 합니다. 구성 요소 값은 모든 문서에서 일관되어야 합니다. 발자국은 선택한 부품과 일치해야 합니다. 일반적인 예는 회로도에는 10μF로 표시되어 있지만 자재 명세서에는 1μF로 표시된 커패시터입니다. 보드는 명백한 오류 없이 조립될 수 있지만 작동 중에 파워 레일이 불안정해질 수 있습니다. 간단한 파일 비교를 통해 이러한 유형의 문제가 프로덕션에 미치는 것을 방지할 수 있습니다. ## 전원 및 접지 확인 전원 문제는 PCB 성능이 불안정해지는 가장 일반적인 원인 중 하나입니다. 나는 다음을 검토합니다: - 입력 전압 범위 - 조정기 선택 - 전류 수요 - 전압 강하 - 디커플링 커패시터 배치 - 접지 복귀 경로 - 보호 부품 - 열 조건 각 집적 회로는 전원 핀 근처에 적절한 디커플링을 가지고 있어야 합니다. 커패시터에서 핀까지의 트레이스는 짧아야 합니다. 고전류 경로는 민감한 아날로그 또는 통신 신호와 좁은 트레이스를 공유해서는 안 됩니다. 지면 디자인에도주의가 필요합니다. 길거나 붐비는 복귀 경로는 회로도가 올바르게 보이는 경우에도 노이즈를 생성할 수 있습니다. 릴레이 스위치로 센서 판독값이 변경되면 센서 자체가 아닌 공유 전류 경로에서 문제가 발생할 수 있습니다. 나는 정상 부하 및 고장을 일으키는 이벤트 중에 오실로스코프를 사용하여 전원 레일을 확인하는 것을 선호합니다. 멀티미터는 짧은 전압 강하를 놓치면서 올바른 평균 전압을 표시할 수 있습니다. ## 신호 품질에 대한 레이아웃 검토 PCB는 저속 테스트를 통과하더라도 더 높은 주파수에서는 여전히 실패할 수 있습니다. 통신 회선 및 빠른 디지털 신호의 경우 다음을 확인합니다. - 트레이스 길이 - 트레이스 폭 - 제어된 임피던스 요구 - 반환 경로 - 신호 레이어 간 거리 - 신호 간격 - 사용을 통해 - 커넥터 배치 USB, 이더넷, CAN, LVDS 및 기타 인터페이스에는 일반 제어 신호와 다른 레이아웃 규칙이 필요할 수 있습니다. 접지면의 틈새를 통과하는 신호 추적은 불량한 복귀 경로에 직면할 수 있습니다. 긴 병렬 트레이스는 원치 않는 결합을 생성할 수도 있습니다. 한 프로젝트에는 짧은 벤치 테스트 중에 작동했지만 완제품 내부에서 통신이 끊긴 컨트롤러 보드가 포함되었습니다. 케이블 길이와 인클로저로 인해 전기적 조건이 변경되었습니다. 레이아웃 검토 결과 통신 추적의 반환 경로가 약하고 스위칭 전원 섹션에 너무 가깝게 실행되는 것으로 나타났습니다. 라우팅을 이동하고 접지 기준을 개선하면 보다 안정적인 설계를 만드는 데 도움이 되었습니다. ## 구성 요소를 교체하기 전에 발열을 확인하세요. 발열로 인해 소프트웨어나 전원 문제처럼 보이는 오류가 발생할 수 있습니다. 저는 다음 항목의 온도를 검토합니다. - 전압 조정기 - 전력 MOSFET - 프로세서 - LED 드라이버 - 모터 드라이버 - 고전류 커넥터 - 대형 저항기 부품이 명시된 정격 내에서 유지되더라도 밀봉된 인클로저 내부에 여전히 문제를 일으킬 수 있습니다. 주변 온도, 공기 흐름, 구리 면적 및 부하 패턴이 모두 성능에 영향을 미칩니다. 열 테스트는 실제 사용과 일치하는 부하에서 수행되어야 합니다. 인클로저 없이 테스트한 보드는 설치 후 다르게 동작할 수 있습니다. 조정기가 너무 뜨거워지면 구리 면적 개선, 입력 전압 감소, 전력 방식 변경, 적절한 열 설계를 갖춘 부품 선택 등의 조치를 취할 수 있습니다. 올바른 해결책은 원인에 따라 다릅니다. 열 경로를 확인하지 않고 부품을 교체하면 문제가 해결될 뿐입니다. ## 조립 결함 감소 일부 PCB 결함은 설계보다는 납땜 중에 시작됩니다. 유용한 검사에는 다음이 포함됩니다. - 솔더 페이스트 볼륨 - 스텐실 개구부 설계 - 부품 회전 - 패드 크기 - 리플로우 프로파일 - 수분에 민감한 부품 - BGA 및 미세 피치 검사 - 커넥터 정렬 작은 부품이 한쪽으로 들어올려지면 솔더 페이스트가 패드 사이에서 균형을 이루지 못할 수 있습니다. 커넥터의 접합부가 약한 경우 패드 설계나 기계적 지지대를 검토해야 할 수 있습니다. 소규모 프로토타입 실행의 경우 육안 검사와 연속성 검사만으로 명백한 문제를 찾아내는 데 충분할 수 있습니다. 대규모 생산의 경우 자동화된 광학 검사, X-Ray 검사 및 기능 테스트를 통해 다양한 유형의 결함을 밝힐 수 있습니다. 각 방법마다 목적이 다릅니다. ## 명확한 테스트 계획을 수립하세요. 보드는 한 번의 전원 공급 테스트에만 의존해서는 안 됩니다. 나는 다음을 포함하는 테스트 계획을 사용합니다. 1. 육안 검사 2. 단락 점검 3. 전류 제한에 따른 전원 켜기 4. 주 전압 측정 5. 프로그래밍 또는 펌웨어 로딩 6. 인터페이스 테스트 7. 부하 테스트 8. 열 관찰 9. 최종 기능 테스트 테스트 지점은 쉽게 도달할 수 있어야 합니다. 중요한 신호에는 라벨이 붙은 패드나 커넥터가 있어야 합니다. 설계와 일치하는 테스트 계획을 사용하면 하드웨어 결함과 소프트웨어 결함을 더 쉽게 구분할 수 있습니다. 또한 보드 개정판, 구성 요소 배치, 테스트 조건 및 실패 세부 정보도 기록합니다. 이 정보는 여러 보드에서 유사한 문제가 나타날 때 패턴을 밝히는 데 도움이 됩니다. ## PCB 공급업체와 명확하게 소통 공급업체는 제공된 정보에 따라서만 조치를 취할 수 있습니다. 검토를 요청할 때 다음 사항을 포함합니다. - 보드 파일 및 개정 번호 - 고장난 부분의 사진 - 테스트 결과 - 작동 전압 - 부하 조건 - 고장 빈도 - 필수 배송 형식 - 직접적인 답변이 필요한 질문 "보드를 확인하세요"는 너무 광범위합니다. 더 나은 요청은 "모터가 시동되면 5V 레일이 4.2V로 떨어집니다. 레귤레이터 정격, 입력 커패시터, 출력 커패시터 및 전류 경로를 검토하십시오."입니다. 명확한 세부정보는 반복되는 메시지를 줄이고 공급업체가 가능한 원인에 집중하는 데 도움이 됩니다. 추측 대신 증거에 따라 작업을 진행하면 PCB 문제 해결이 더 쉬워집니다. 고장 패턴부터 시작하여 설계 파일을 비교하고, 전원과 신호를 테스트하고, 조립 품질을 검사하고, 각 결과를 기록합니다. 이 프로세스는 모든 설계 문제를 제거하지는 않지만 혼란스러운 보드 오류를 일련의 실제 점검으로 전환합니다. 신뢰할 수 있는 PCB는 명확한 파일, 적절한 레이아웃 선택, 제어된 조립 및 실제 사용을 반영하는 테스트를 통해 구축됩니다.

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IPC — 2020 — IPC-A-610H 전자 어셈블리의 수용 IPC — 2012 — IPC-2221B 인쇄 기판 설계에 대한 일반 표준 IPC — 2017 — 경질 인쇄 기판에 대한 IPC-6012D 자격 및 성능 사양 Eric Bogatin — 2018 — 신호 및 전력 무결성 단순화된 Howard Johnson 및 Martin Graham — 2003 — 고속 신호 전파 NASA — 2011 — 전자 및 우주 시스템에 대한 주석 수염의 영향 완화