PCB板厂在处理非功能性或不良性能电路故障时,常常会借助仿真及DFM分析工具从原理图层面剖析电路。可一旦这些手段失效,即便是经验丰富的工程师也可能陷入困境,倍感挫败与迷茫。为防大家重蹈覆辙,在此分享一个看似简单却极为关键的小诀窍:让 PCB 保持清洁。
PCB 若未妥善清洁,在装配或修改环节使用的部分材料,如焊剂,会引发严重电路功能性问题。焊剂作为协助组件焊接至 PCB 的化学制剂,若焊接后未清理,会使 PCB 表面绝缘电阻恶化,导致电路性能大幅下降。
来看图 1 中残留大量焊剂的 PCB。我以图 2 的测试电路展示焊剂污染的后果。该电路中,由 2.5V 参考电压激活的平衡惠斯顿接桥网络模拟高阻抗桥接传感器,其差分输出连接至增益为 101V/V 的 INA333。理想状态下,桥接平衡时 VIN+ - VIN- = 0V,但焊剂污染会使实际桥接传感器电压随时间缓慢漂移。
在此次测试中,记录了不同清洁程度后 VIN- 和 VOUT 一小时的变化:未清洁、手工清洗风干、超声波清洗风干并烘烤。从图 3 可知,焊剂污染对桥接传感器输出性能影响显著。未清洁或手工清洗时,桥接传感器电压难以达到约 VREF/2 的预期值,且未清洁时还伴有大量外部噪声。而经超声波浴清洗并彻底干燥后,桥接传感器电压稳定。
再看 INA333 的输出电压,不当清洁导致的性能退化一目了然。未清洁的电路板存在 DC 错误、超长趋稳时间与严重外部噪声;手工清洁的电路板出现极低频率噪声,原来是受测试设施内空调循环影响。而正确清洁烘干的电路板表现出色,毫无漂移。
总之,焊剂清洁不当在高精度 DC 电路中会造成严重性能降低。对于手工装配或修改的 PCB,务必采用超声波浴等方式进行最终清洁。用空气压缩机风干后,在 70°C 下烘烤 10 分钟以去除残留湿气。这一 “保持清洁” 的技巧,能帮大家减少故障排查时间,将更多精力投入到高精度电路设计之中,让电路工作更加稳定可靠,避免因小失大,助力工程师们在电路设计之路上更加顺遂。