Warum ist es wichtig, Ihre Leiterplatte sauber zu halten?

Bei der Fehlerbehebung bei nicht funktionierenden oder schlecht funktionierenden Schaltkreisen können Ingenieure häufig Simulationen oder andere Analysetools ausführen, um den Schaltkreis auf Schaltplanebene zu betrachten.Wenn diese Methoden das Problem nicht lösen, sind selbst die besten Ingenieure möglicherweise ratlos, frustriert oder verwirrt.Ich habe diesen Schmerz auch erlebt.Damit Sie nicht in ähnliche Sackgassen geraten, möchte ich Ihnen einen einfachen, aber sehr wichtigen Tipp geben: Halten Sie es sauber!

Was meine ich damit?Allerdings können bestimmte Materialien, die bei der Leiterplattenmontage oder -modifikation verwendet werden, zu ernsthaften Funktionsstörungen der Schaltung führen, wenn die Leiterplatte nicht ordnungsgemäß sauber gehalten wird.Eines der häufigsten Probleme bei diesem Phänomen ist der Fluss.

 

Abbildung 1 zeigt eine Leiterplatte mit übermäßig vielen Flussmittelrückständen.

Flussmittel ist ein chemisches Mittel, das beim Löten von Bauteilen auf einer Leiterplatte verwendet wird.Leider kann Flussmittel, wenn es nach dem Löten nicht entfernt wird, den Oberflächenisolationswiderstand der Leiterplatte beeinträchtigen und dabei zu einer erheblichen Verschlechterung der Schaltkreisleistung führen!

Figur 2

Abbildung 2 ist eine Testschaltung, die ich verwendet habe, um die Ergebnisse der Flussmittelverunreinigung zu demonstrieren.Ein symmetrisches Wheatstone-Brückennetzwerk, das durch eine 2,5-V-Referenzspannung aktiviert wird, emuliert einen hochohmigen Brückensensor.Die Differentialbrücken-Sensorausgänge VIN+ - VIN- können mit einer Verstärkung von 101V/V an den INA333 angeschlossen werden.In einer idealen Welt ist VIN+ - VIN- = 0V, da sich die Brücke im Gleichgewicht befindet.Eine Flussverunreinigung kann jedoch dazu führen, dass die tatsächliche Spannung des Brückensensors mit der Zeit langsam abdriftet.

In diesem Test habe ich nach dem Zusammenbau auch eine Stunde lang die Veränderungen von VIN- und VOUT nach verschiedenen Reinigungsstufen aufgezeichnet:

1. Nicht sauber;

2. Von Hand reinigen und an der Luft trocknen;

3.Ultraschallreinigung, Lufttrocknung, Backen.

Figur 3

Wie in Abbildung 3 zu sehen ist, hat die Flussverunreinigung einen erheblichen Einfluss auf die Ausgangsleistung des Brückensensors.Ohne Reinigung oder manuelle Reinigung erreichte die Brückensensorspannung auch nach einer einstündigen Stabilisierungszeit nie die erwartete Spannung von etwa VREF/2.Darüber hinaus weisen ungereinigte Leiterplatten auch eine erhebliche Ansammlung externer Geräusche auf.Nach der Reinigung im Ultraschallbad und der vollständigen Trocknung war die Spannung des Brückensensors absolut stabil.

Figur 4

Wenn wir uns die Ausgangsspannung des INA333 ansehen, stellen wir ständig Leistungseinbußen fest, die durch unsachgemäße Reinigung verursacht werden.

1. Ungereinigte Platinen zeigten Gleichstromfehler, lange Einschwingzeiten und starke externe Geräuschaufnahme;

2. Manuell gereinigte Leiterplatten weisen seltsame, sehr niederfrequente Geräusche auf.Endlich habe ich die Ursache gefunden – es war der Klimakreislauf in der Testanlage!

3. Wie erwartet zeigten die ordnungsgemäß gereinigten und getrockneten Platten eine hervorragende Leistung, und während des Tests trat zu keinem Zeitpunkt eine Drift auf.

 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine unsachgemäße Flussmittelreinigung zu schwerwiegenden Leistungseinbußen führen kann, insbesondere in hochpräzisen Gleichstromkreisen.Wie bei allen handbestückten oder modifizierten Leiterplatten sollten Sie zur Endreinigung unbedingt ein Ultraschallbad (oder eine ähnliche Methode) verwenden.Backen Sie die bestückte und gereinigte Leiterplatte bei etwas höherer Temperatur, um nach der Lufttrocknung mit einem Luftkompressor eventuelle Restfeuchtigkeit zu entfernen.Wir backen in der Regel 10 Minuten bei 70°C.

Dieser einfache „Keep it clean“-Tipp soll Ihnen helfen, deutlich weniger Zeit mit der Fehlersuche zu verbringen und mehr Zeit für den Entwurf großartiger, hochpräziser Schaltkreise zu haben!

 

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