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技術資料

PCB為什么要進行清洗?

  非功能性或不良性能電路排除故障時,工程師通??蛇\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題,就算是最優秀的工程師可能也會被難住,感到挫敗或困惑。為了避免鉆進類似的死胡同,小編向大家介紹一個簡單而又非常重要的小技巧:為其保持清潔!

這么說是什么意思呢?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能會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 

 焊劑是一種化學制劑,用于協助將組件焊接至 PCB。但令人遺憾的是如果在焊接后不加以清潔,焊劑會劣化 PCB 的表面絕緣電阻,在該過程中會給電路性能造成嚴重退化!

 

圖2

 

  圖 2 是我用來展示焊劑污染所會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,由于橋接處于平衡狀態,因而 VIN+ - VIN- = 0V。但焊劑污染會造成實際橋接傳感器電壓隨時間慢慢漂移。 

  在本次測試中,裝配后我同時記錄了不同程度清潔之后的 VIN- 和 VOUT 一小時的變動情況:

未清潔;
手工清洗,風干;
超聲波清洗,風干,烘烤。

圖3 

  從圖 3 中可以看出,焊劑污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 的預期電壓,即便在一小時趨穩時間之后。此外,未清潔電路板還表現出大量外部噪聲收集。在使用超聲波浴清洗并完全干燥后,橋接傳感器電壓穩如磐石。

圖4  

  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。最終找到了根源 , 是因為測試設施內部的空調循環! 

  正確清潔并烘干的電路板表現優異,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?。ɑ蝾愃品绞剑┩瓿勺罱K清潔。在使用空氣壓縮機風干后,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。(一般在 70°C 下烘烤 10 分鐘) 

  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于設計出色的高精度電路!

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