線路板的失效分析:78%由于焊接問題導(dǎo)致
你是否長(zhǎng)時(shí)間糾纏于線路板的失效分析?你是否花費(fèi)大量精力在樣板調(diào)試過程中?你是否懷疑過自己的原本正確的設(shè)計(jì)?
也許許多硬件工程師都有過類似的心理對(duì)話。有數(shù)據(jù)顯示,78%的硬件失效原因是由于不良的焊接和錯(cuò)誤的物料貼片造成的。導(dǎo)致工程師花費(fèi)大量時(shí)間和精力在樣板調(diào)試和分析中,耽誤了項(xiàng)目進(jìn)度。如果一時(shí)間找不出不良原因,工程師會(huì)懷疑自己的原本正確的設(shè)計(jì),致使自己誤入不正確的思維方向。在真正做硬件調(diào)試的時(shí)候,工程師往往會(huì)考慮很多高深的潛在誘因,但都不愿意去懷疑焊接是否足夠可靠,但是往往“最安全的地方,就是最危險(xiǎn)的地方”。工程師們會(huì)習(xí)慣性的認(rèn)為焊接這樣簡(jiǎn)單的事情不會(huì)造成許多貌似復(fù)雜的問題,一旦這樣的問題發(fā)生了,他們也會(huì)習(xí)慣性的去考慮軟件的健壯性,硬件電路的設(shè)計(jì)的合理性。比如:
案例一,由于DDR高速信號(hào)部分某一信號(hào)的虛焊,系統(tǒng)作普通小數(shù)據(jù)量傳輸時(shí)看似都工作正常,然而在做大數(shù)據(jù)量的burst操作時(shí),比如高清電影播放,操作系統(tǒng)載入,就會(huì)常常報(bào)錯(cuò)。而往往被誤以為是軟件原因,軟件工程師長(zhǎng)時(shí)間察看代碼無果。
案例二,由于焊接時(shí)時(shí)間和溫度控制不當(dāng),導(dǎo)致LCD和USB這樣的連接器內(nèi)部的塑料結(jié)構(gòu)部分因?yàn)楦邷囟诨冃,?dǎo)致某一信號(hào)意外斷開,從而LCD無顯示,USB無通訊,被誤以為是軟件驅(qū)動(dòng)問題。
案例三,在CPU電源旁,密集的分布著大量去偶電容,由于焊接過程中多余的焊錫導(dǎo)致某一電容短路,結(jié)果導(dǎo)致硬件工程師花費(fèi)大量時(shí)間去逐個(gè)排查短路原因。
案例四,高速信號(hào)接口連接器,由于某一信號(hào)虛焊,導(dǎo)致系統(tǒng)可以工作在較低的總線頻率,一旦提升總線速度,系統(tǒng)立即報(bào)錯(cuò)。這樣問題的原因基本很難被定位。
案例五,由于電感部分的焊接不良,導(dǎo)致LED的PWM調(diào)光功能失效,工程師花大量時(shí)間確認(rèn)是否是軟件或者硬件的問題。
焊接,看似簡(jiǎn)單,但是也是有許多的工作細(xì)節(jié)和步驟拼湊而成,而這些環(huán)節(jié)彼此間也是環(huán)環(huán)相扣的,任何一個(gè)環(huán)節(jié)的錯(cuò)誤都會(huì)導(dǎo)致最終的問題。所以,在硬件調(diào)試過程中,建議工程師們先觀察你的樣機(jī)的焊接質(zhì)量,1,物料是否正確?2,腳位是否正確?3,是否有連錫,空焊,虛焊的情況?4,錫膏過爐后是否飽滿,反光?5,PCB板是否有焦黃情況?連接器的結(jié)構(gòu)部分是否在高溫下熔化?7,芯片位置是否與絲印對(duì)應(yīng)?
檢查完以上“淺顯”項(xiàng)目后,再把精力放到那些“高深”的問題上!