Top 10 Defecte PCB Comune și Soluții

Introducere: Costul Defectelor

Defectele PCB costă mai mult decât materialul pierdut:

• Retestare: 2-5x timpul de test inițial
• Rework: 5-10x costul asamblării corecte
• Scrap: 100% pierdere
• Field failure: Recall, reputație, liability

Înțelegerea celor mai comune defecte te ajută să le previi în design și să le identifici rapid în inspecție.

> Expert Insight - Hommer Zhao, CTO WellPCB:

> "Din miile de board-uri pe care le analizăm anual, 70% din defecte cad în aceleași 10 categorii. Odată ce înțelegi aceste pattern-uri, poți reduce dramatic rata de eșec."

Defectul #1: Solder Bridges (Punți de Lipit)

Ce Este?

Conexiune nedorită de lipit între două pad-uri sau pini adiacenți.

Cauze

Identificare

• Vizual: Picătură de lipit între pini
• Electrical: Scurtcircuit între net-uri
• AOI: Detecție automată cu camere

Soluție

Design:

• Solder mask defined (SMD) pads pentru fine pitch
• Spacing minim 0.25mm pentru 0.5mm pitch
• Thermal relief pentru a reduce wetting excesiv

Rework:

• Solder wick + flux
• Hot air cu precizie
• Re-test electric după rework

Defectul #2: Tombstoning (Efect Piatră Funerară)

Ce Este?

Componenta se ridică vertical pe un singur pad, ca o piatră funerară.

Cauze

Componente Vulnerabile

• 0201, 0402 (cele mai susceptibile)
• 0603, 0805 (moderate)
• 1206+ (rar)

Prevenție Design

1. Pad-uri identice: Dimensiune, formă, orientare

2. Via placement: Evită via în pad sau tented via

3. Trace routing: Simetric din ambele pads

4. Thermal relief: Identic pe ambele pads

Defectul #3: Cold Solder Joints (Lipituri Reci)

Ce Este?

Lipitură care nu s-a format corect - contact slab sau inexistent.

Cum Arată?

• Suprafață mată, granulară (nu lucioasă)
• Formă neregulată
• Fisuri vizibile
• Fără wetting pe suprafață

Cauze

Consecințe

• Rezistență electrică mare
• Intermittent contact
• Failure în timp (vibrație, termică)

Detectare

• Visual inspection (microscop)
• X-ray (pentru BGA)
• Functional test sub stress

Defectul #4: Solder Voids (Goluri în Lipit)

Ce Este?

Bule de gaz prinse în lipitură, vizibile la X-ray.

Standarde de Acceptabilitate

Cauze

• Via în pad: Flux/aer se evacuează prin via
• Outgassing: Gaze din PCB sau componente
• Flux entrapment: Flux nu poate evapora
• Profil incorect: Ramp prea rapid

Prevenție Design

1. Via plugging: Umple via-urile sub thermal pads

2. Via tenting: Acoperă cu soldermask

3. Thermal relief: Permite evacuare gaze

4. Proper pad design: Ventile pentru gaze

Defectul #5: Copper Delamination

Ce Este?

Separarea cuprului de substrat (FR4, polyimide, etc.)

Cauze

Prevenție

În design:

• Evită copper areas mari fără via-uri
• Adaugă anchoring vias în plane mari

În producție:

• Baking PCB înainte de asamblare (125°C, 4h)
• Storage în ambalaj sigilat cu dessicant
• Verificare incoming pentru blistering

Defectul #6: Lifted Pads

Ce Este?

Pad-ul de cupru s-a desprins de substrat.

Cauze Principale

• Rework excesiv: Mai mult de 2-3 încercări
• Forță mecanică: La desoldering sau handling
• Thermal shock: Încălzire/răcire prea rapidă
• Design slab: Pad fără anchor (thermal relief)

Prevenție Design

1. Anchor pads: Trace care iese din pad

2. Teardrop: Tranziție graduală pad→trace

3. Size adecvat: Nu subdimensiona pads

4. Via connections: Pentru pad-uri izolate

Prevenție Producție

• Limite de rework (max 2-3 per pad)
• Training operatori
• Unelte calibrate (temperatură, aer)

Defectul #7: Missing Components

Ce Este?

Componente lipsă după pick-and-place sau reflow.

Cauze

Prevenție

BOM management:

• Attrition rate incluăs în cantitate (2-5%)
• Verificare stoc înainte de run

Machine setup:

• Feeder calibration
• Pick-up nozzle corectă
• Vacuum check

Process:

• AOI după placement
• X-ray pentru BGA/QFN

Defectul #8: Polarity Reversal

Ce Este?

Componente polarizate plasate invers (diode, electroliți, LED-uri).

Consecințe

Prevenție

Design:

• Marcare polaritate clară pe silkscreen
• Footprint standard cu indicatori
• Evită ambiguitate (cathode = K, Anode = A)

Production:

• Programare corectă pick-and-place
• Verificare vizuală polaritate
• AOI pentru polarity check

Detectare

• Pre-power inspection
• Functional test (non-destructive)
• Continuity check before power

Defectul #9: Insufficient Solder (Lipit Insuficient)

Ce Este?

Cantitate prea mică de lipitură pe joint.

Cum Arată?

• Fillet minim sau absent
• Pad vizibil sub componentă
• Lead nu pare "weted"

Cauze

• Stencil prea subțire: Sub 100µm pentru standard
• Aperture prea mică: Raport area < 0.66
• Printing deficient: Presiune, viteză, separation
• Pastă problematică: Veche, uscată

Standard (IPC-A-610)

Defectul #10: Contamination (Contaminare)

Ce Este?

Reziduuri sau particule străine pe PCB.

Tipuri

Prevenție

1. Cleanroom/controlled environment

2. No-clean flux (când e posibil)

3. Cleaning validation (ionic contamination test)

4. ESD gloves pentru handling

5. Conformal coating pentru protecție

Detectare

• Visual inspection (whitish residue)
• Ionic contamination test (ROSE/C3)
• SIR test pentru reliability

Tabel Rezumat: Prevenție în Design

Cum Te Poate Ajuta WellPCB

La WellPCB, prevenim defectele prin:

DFM Review:

• Verificare gratuită înainte de fabricație
• Identificăm riscuri de defecte în design
• Sugestii concrete de îmbunătățire

Quality Control:

• 100% electrical test
• AOI pentru toate assemblies
• X-ray pentru BGA și componente ascunse

Documentație:

• Rapoarte detaliate de test
• First Article Inspection disponibilă
• Trasabilitate lot completă

Suport:

• Analiză failure root cause
• Recomandări pentru prevenție
• Training pentru echipa ta

---

Surse și Referințe

1. IPC-A-610 - Acceptability of Electronic Assemblies

2. IPC-7711/7721 - Rework and Repair Guide

3. J-STD-001 - Requirements for Soldered Assemblies

4. Experiența WellPCB cu analiza a mii de defecte