Guía de respuesta rápida a defectos comunes en PCB

Ningún ingeniero espera que ocurran defectos en sus PCBs (Placas de Circuito Impreso). Sin embargo, algunos problemas de diseño de PCB comúnmente vistos son difíciles de resolver a veces debido a aspectos ambientales, aplicaciones incorrectas de la placa de PCB o incluso accidentes puros. Por lo tanto, los ingenieros deben evitar que ocurran accidentes en la PCB, pero es más significativo para ellos tomar medidas instantáneas cuando se enfrentan a esos problemas.

Defecto #1: Cortocircuitos en PCB

El cortocircuito en PCB es uno de los problemas más comunes que llevan a las placas de PCB a fallar y hay muchas causas para ello. Las causas se discutirán en orden de significancia y se darán soluciones de emergencia.

Medida de emergencia #1. La causa principal del cortocircuito en PCB radica en el diseño inadecuado del pad. Para evitar que el pad cause cortocircuito en PCB, la forma del pad puede diseñarse ovalada en lugar de circular para que la distancia entre puntos se amplíe y se evite el cortocircuito.

Medida de emergencia #2. La dirección de colocación incorrecta de los componentes también puede hacer que la PCB sufra cortocircuito. Bajo tal condición, la dirección de colocación de componentes debe ajustarse correctamente para evitar que ocurra el cortocircuito.

Medida de emergencia #3. Otra causa del cortocircuito en PCB son los pines doblados en componentes SMT (Tecnología de Montaje en Superficie). Para resolver eficazmente este problema, la unión de soldadura debe estar a 2mm de distancia del circuito.

Otras causas. Aparte de las causas principales del cortocircuito en PCB mencionadas anteriormente, algunas causas nunca pueden descuidarse, incluyendo orificio de sustrato demasiado grande, temperatura de soldadura demasiado baja, mala soldabilidad de la placa, máscara de soldadura no funcional, contaminación de la superficie de la placa, etc.

Defecto #2: Uniones de soldadura oscuras o granuladas en PCB

Medida de emergencia #1. Las uniones de soldadura oscuras o granuladas en PCB resultan principalmente de estaño fundido contaminado y mucha participación de óxido en el estaño fundido, lo que hace que las uniones de soldadura sufran mucha fragilidad.

Medida de emergencia #2. Otra causa de este defecto radica en la pasta de soldadura usada en la fabricación de PCBA. Si la pasta de soldadura contiene demasiadas impurezas, las uniones de soldadura tienden a volverse oscuras en color o con forma granular. Bajo tal caso, la pasta de soldadura debe modificarse o debe aplicarse estaño puro.

Defecto #3: Uniones de soldadura amarillo dorado en PCB

Medida de emergencia. En general, las uniones de soldadura normales en PCB aparecen en gris plateado. Si las uniones de soldadura en PCB se vuelven amarillo dorado, resulta principalmente de una temperatura demasiado alta. Para resolver este problema, la temperatura en el horno debe disminuirse.

Defecto #4: PCB de mal rendimiento

Cuando una PCB bien diseñada funciona mal después de su fabricación, es principalmente el resultado del entorno.

Medida de emergencia #1. La primera causa ambiental de fallo de la placa radica en temperatura extrema o cambio incierto en la temperatura. Además, alta humedad o alta vibración también podrían llevar a la placa a funcionar mal o incluso fallar. Por ejemplo, el cambio de temperatura posiblemente cause que la PCB se deforme y que las uniones de soldadura sean destruidas.

Medida de emergencia #2. La humedad en el aire quizás lleve al cobre a oxidarse o erosionarse y las líneas de cobre expuestas, uniones de soldadura, pads o componentes no podrán funcionar normalmente.

Medida de emergencia #3. Si la placa de circuito y los componentes están cubiertos con tanto polvo, el flujo de aire y la refrigeración se verán afectados, llevando a la PCB a sobrecalentarse y degradarse.

Defecto #5: Circuitos abiertos (Opens) en PCB

Medida de emergencia. Cuando las líneas se cortan o la pasta de soldadura se mantiene solo en el pad en lugar de las líneas de componentes, los opens posiblemente ocurran. Además, los opens también pueden ser causados durante el proceso de fabricación o soldadura. La causa de la rotura de líneas radica en la deformación de la placa, caída o deformación mecánica. De manera similar, causas químicas o humedad también pueden llevar a que el soldador o componentes metálicos se desgasten, lo que puede llevar a que las líneas de componentes se rompan.

Defecto #6: Aflojamiento o desplazamiento de componentes

Medida de emergencia. En el proceso de soldadura por reflujo, los componentes pequeños pueden flotar en el soldador fundido y estar totalmente lejos de las uniones de soldadura objetivo. El aflojamiento o desplazamiento de componentes en PCBs posiblemente deriva de soporte de placa insuficiente, configuración incorrecta de soldadura por reflujo, pasta de soldadura u errores de operación.

Defecto #7: Defectos de soldadura

Medida de emergencia #1. La interferencia externa puede mantener el soldador moviéndose antes de la solidificación, lo cual es similar a la soldadura en frío. Este defecto puede superarse recalentando para corrección y las uniones de soldadura deben estar lejos de interferencia externa al enfriar.

Medida de emergencia #2. La soldadura en frío también es un defecto de soldadura principal que suele ocurrir. La soldadura en frío generalmente ocurre cuando el soldador no se derrite correctamente, llevando a la superficie a rugosidad y conexión no fiable. El exceso de soldador se detiene a sí mismo de derretirse totalmente, lo cual también es una causa de soldadura en frío. La medida de emergencia para vencer este defecto es recalentar la conexión para eliminar el exceso de soldador.

Medida de emergencia #3. El tercer defecto que se encuentra en la soldadura es el puente (bridging) que se refiere al hecho de que el soldador se une para hacer dos líneas conectadas. El puente puede causar conexión inesperada, cortocircuitos, fallo de componentes o quemado de ruteo cuando fluye alta corriente a través.

Medida de emergencia #4. El cuarto defecto concerniente a la soldadura en PCB es la humectación insuficiente de pines o terminales, que resulta de exceso o insuficiente soldador. Además, el pad puede elevarse más debido a sobrecalentamiento o soldadura rugosa.

Recursos útiles
• Comparación de fiabilidad entre uniones de soldadura con plomo y sin plomo
• Medidas efectivas para control de calidad en uniones de soldadura Ball Grid Array (BGA)
• Comparación entre soldadura por ola y soldadura por reflujo
• Comparación entre procedimiento de fabricación de soldadura con plomo y sin plomo en PCBA