Les cartes de circuits imprimés (PCB) sont des composants essentiels des appareils électroniques, qui relient toutes les pièces entre elles et permettent à l'électricité de circuler dans le système. Malgré leur rôle crucial, le dépannage et la résolution des problèmes liés aux PCB peuvent s'avérer difficiles. Heureusement, il existe huit problèmes courants liés aux PCB qui sont faciles à diagnostiquer et à résoudre. En comprenant les signes de ces huit problèmes et les meilleures solutions pour chacun d'entre eux, vous pouvez identifier et résoudre rapidement et efficacement tout problème lié aux PCB que vous pourriez rencontrer.
Les 8 problèmes les plus courants liés aux circuits imprimés
En matière de circuits imprimés, vous êtes susceptible de rencontrer huit problèmes courants. Ces problèmes peuvent aller de simples désagréments à des dysfonctionnements graves pouvant entraîner une défaillance de l'appareil. Il est essentiel de connaître les signes avant-coureurs et les solutions à ces problèmes pour garantir le bon fonctionnement de vos circuits imprimés.
Problème n° 1 : Problèmes de connexion
Les problèmes de connexion sur un circuit imprimé peuvent aller de simples désagréments à des problèmes graves. De mauvaises connexions peuvent empêcher le courant de circuler correctement, entraînant un comportement erratique ou une absence totale de fonctionnalité. Parmi les autres signes courants de problèmes de connexion, on peut citer les coupures de courant intermittentes, les lumières qui clignotent, les bruits inhabituels et les arrêts inopinés.
Problème n° 2 : courts-circuits
Un court-circuit se produit lorsque deux composants de la carte sont connectés de manière à permettre à l'électricité de circuler entre eux sans passer par les composants prévus à cet effet. Cela peut provoquer une surtension soudaine qui peut endommager les composants et, dans certains cas, même provoquer un incendie.
Les signes courants d'un court-circuit sont une chaleur excessive, de la fumée et des étincelles provenant de la carte. Si vous soupçonnez qu'un court-circuit est à l'origine des problèmes de votre circuit imprimé, il est important d'éteindre immédiatement l'appareil et de le débrancher de la source d'alimentation.
Problème n° 3 : mise à la terre insuffisante
La mise à la terre est une caractéristique de sécurité importante qui aide à protéger les composants et les utilisateurs contre les chocs électriques. Une mise à la terre insuffisante peut entraîner un comportement inattendu, tel que la mise en marche ou l'arrêt soudain d'un appareil. Elle peut également provoquer des chocs électriques si un utilisateur touche deux composants de la carte qui ne sont pas correctement mis à la terre.
Les signes les plus courants d'une mise à la terre insuffisante sont des lumières clignotantes, des bourdonnements et des surtensions inattendues. Si vous soupçonnez qu'une mise à la terre inadéquate est à l'origine de vos problèmes de circuit imprimé, il est important de vérifier le câblage et de vous assurer que tous les composants sont correctement mis à la terre.
Problème n° 4 : dommages causés par les décharges électrostatiques
Une décharge électrostatique (ESD) est un flux soudain d'électricité entre deux objets. Cela peut causer de graves dommages aux composants d'un circuit imprimé, entraînant un comportement erratique ou une perte totale de fonctionnalité. Les signes courants de dommages causés par une ESD comprennent une alimentation intermittente, des lumières clignotantes et des arrêts inattendus.
Pour éviter les dommages causés par les ESD, il est important de toujours porter un bracelet antistatique lorsque vous manipulez des composants ou travaillez sur la carte. De plus, il est important d'éviter de toucher directement les composants avec vos mains.
Problème n° 5 : dommages aux composants
Les composants d'un circuit imprimé peuvent être endommagés pour diverses raisons, notamment une chaleur excessive, des pics de tension et une mauvaise manipulation. Les signes courants de dommages aux composants comprennent des lumières clignotantes, des bourdonnements et des arrêts inattendus.
Si vous pensez qu'un composant de votre carte est endommagé, il est important d'identifier le composant défectueux et de le remplacer par un neuf. De plus, il est important de s'assurer que les composants sont correctement isolés et stockés dans des conditions appropriées.
Problème n° 6 : chaleur excessive
Une chaleur excessive peut entraîner un dysfonctionnement ou une défaillance des composants d'un circuit imprimé. Cela peut se traduire par un comportement inattendu, tel que la mise en marche ou l'arrêt soudain d'un appareil. Les signes courants d'une chaleur excessive comprennent le clignotement des voyants, des bourdonnements et des arrêts inattendus.
Pour éviter que la chaleur excessive n'endommage votre circuit imprimé, il est important de s'assurer que la carte est correctement ventilée et que tous les composants sont installés correctement. De plus, il est important d'utiliser des dissipateurs thermiques ou des ventilateurs pour aider à dissiper la chaleur des composants qui génèrent beaucoup de chaleur.
Problème n° 7 : circuits imprimés mal conçus
Les circuits imprimés mal conçus peuvent causer toute une série de problèmes, allant d'une alimentation intermittente à des arrêts inopinés. De plus, les circuits imprimés mal conçus peuvent être difficiles à dépanner, car il peut être difficile d'identifier la source du problème.
Les signes courants d'un circuit imprimé mal conçu sont notamment une alimentation électrique intermittente, des lumières qui clignotent et des arrêts inopinés. Si vous pensez que votre circuit imprimé est mal conçu, il est important de revoir la conception et de vous assurer que tous les composants sont correctement connectés. De plus, il est important de vérifier les sources d'alimentation et de s'assurer qu'elles fournissent la tension correcte.
Problème n° 8 : composants de mauvaise qualité
Des composants de mauvaise qualité peuvent causer divers problèmes, allant de coupures de courant intermittentes à des arrêts inopinés. Les signes courants de composants de mauvaise qualité comprennent des lumières qui clignotent, des bruits de bourdonnement et des arrêts inopinés.
Pour éviter les problèmes causés par des composants de mauvaise qualité, il est important de n'utiliser que des composants conformes aux spécifications du fabricant. De plus, il est important de vérifier que les composants ne présentent aucun signe de détérioration avant de les installer sur la carte.
Quelles sont les causes des problèmes liés aux PCB ?
Il existe de nombreuses raisons courantes pour lesquelles votre circuit imprimé ne fonctionne pas correctement. Certaines de ces raisons peuvent être facilement résolues, tandis que d'autres peuvent nécessiter une refonte.
Trop ou trop peu de pastilles de soudure
Si vous avez commandé des circuits imprimés pour votre projet, vous constaterez peut-être que vous avez trop ou trop peu de pastilles de soudure. Il est important de savoir quelle quantité de pastilles commander pour vos circuits imprimés, mais vous devez également tenir compte de votre conception.
- Si vous avez trop de pastilles, cela peut entraîner plusieurs problèmes majeurs.
- Si votre carte comporte trop de pastilles, il y a de fortes chances que certaines d'entre elles soient reliées entre elles.
- Si les pastilles sont reliées entre elles, cela peut créer un court-circuit, qui peut entraîner la défaillance de l'ensemble de votre circuit. Un autre problème qui peut se produire si vous avez trop de pastilles est que celles-ci peuvent entrer en contact les unes avec les autres.
- Si les pastilles entrent en contact les unes avec les autres, elles peuvent provoquer un court-circuit.
La solution pour remédier à un nombre excessif de pastilles consiste à utiliser un outil Dremel pour en retirer certaines.
Cintrage incorrect des pistes en cuivre
Parfois, les pistes en cuivre de vos circuits imprimés ne se plient pas correctement. Cela peut se produire pour plusieurs raisons. Tout d'abord, vous avez peut-être plié les pistes lors de l'inspection. Il est facile de plier les pistes sans s'en rendre compte, surtout si vous travaillez avec un circuit imprimé à grand volume. Vous avez peut-être également plié les pistes pendant le processus de fabrication. Si cela se produit, le fabricant peut généralement résoudre le problème en repliant les pistes. La dernière cause possible d'un mauvais pliage des pistes en cuivre est le processus de conception. Si vous pliez les pistes de manière incorrecte, elles ne peuvent pas être réparées par la suite. La seule solution est de créer un autre circuit imprimé.
Manque d'adhérence pendant le soudage
Les pastilles de soudure sont utilisées pour connecter les composants au circuit imprimé. Si vous travaillez avec un circuit imprimé, vous constaterez que la plupart des pastilles ne contiennent qu'une petite quantité de soudure. En effet, il faut veiller à ce que les pastilles ne chauffent pas trop. Si les pastilles chauffent trop, elles peuvent faire fondre le circuit imprimé. Si vous rencontrez un problème de non-adhérence des pastilles au circuit imprimé, plusieurs raisons peuvent expliquer cela.
Tout d'abord, les pastilles peuvent être trop sèches. Si c'est le cas, vous pouvez essayer d'y ajouter un peu de flux. Une autre raison pour laquelle les pastilles peuvent ne pas adhérer est que vous avez trop de soudure dessus. Si les pastilles ont trop de soudure, cela peut les empêcher d'adhérer au circuit imprimé.
Quantité excessive de soudure
Une quantité excessive de soudure peut poser problème, mais cela peut aussi arriver par accident. Si vous rencontrez des problèmes liés à une quantité excessive de soudure, il est important de noter que vous n'avez pas besoin de ressouder l'ensemble du plot. Vous pouvez simplement retirer une partie de la soudure pour en réduire la quantité. Si vous essayez de résoudre ce problème en ajoutant davantage de soudure, vous ne ferez que créer un autre problème. Le plot peut être trop petit pour la quantité de soudure que vous ajoutez.
Si tel est le cas, la soudure commencera à couler sur le côté du plot. Un autre problème qui peut se produire si vous avez trop de soudure sur le plot est que l'excès de soudure peut créer une boule. La boule de soudure peut se trouver entre le plot et le composant que vous essayez de souder.
Composants mal placés
Si vous rencontrez des problèmes avec certains composants de votre circuit imprimé, il se peut que vous les ayez mal placés. La plupart des composants sont minuscules et faciles à égarer. Si cela vous arrive, il existe plusieurs façons de résoudre le problème. Tout d'abord, vous pouvez ressouder le composant au circuit imprimé. Si le composant est plus grand, vous pouvez parfois utiliser une pince à épiler pour le déplacer au bon endroit. Il est important de noter que vous ne devez procéder ainsi que si le composant n'est pas soudé au circuit imprimé. Dans certains cas, il peut être plus simple de remplacer le composant par un autre correctement positionné.
Montage sur surface inégale
Les pastilles sur un circuit imprimé servent à connecter des composants et à conduire l'électricité. Les pastilles à montage en surface sont utilisées pour connecter de petits composants tels que des résistances ou des condensateurs. Si le montage en surface est irrégulier, c'est généralement parce que les pastilles ne sont pas soudées correctement. Parfois, un montage en surface irrégulier peut également être causé par des pastilles sales. Si les pastilles ne sont pas soudées correctement, vous pouvez essayer de les nettoyer pour voir si cela aide. Vous pouvez également essayer d'utiliser une soudure différente pour voir si cela fait une différence.
Zones de piste non balisées
Parfois, vous aurez une zone de piste non marquée. Une zone de piste est une zone sur un circuit imprimé qui n'est pas utilisée pour les composants. Une zone de piste non marquée peut apparaître pour plusieurs raisons. Tout d'abord, si vous travaillez avec un circuit imprimé à grand volume, cela peut se produire si le circuit imprimé a déjà été utilisé. Cela peut également se produire si vous utilisez un circuit imprimé partiel. Il est important de savoir qu'il n'y a pas de problème à avoir des zones de piste non marquées. Ce n'est pas un problème majeur. C'est même une bonne chose. Les zones de pistes non marquées sont utiles pour ajouter des cavaliers ou apporter des modifications au circuit imprimé.
Erreurs lors du soudage et de la fabrication
Quelques erreurs peuvent survenir pendant le processus de soudure et de fabrication. Si vous rencontrez des problèmes avec les pastilles de vos circuits imprimés, cela peut être dû au fait que les trous sont trop petits pour le fer à souder. Cela peut également être dû au fait que le fer est trop gros. Si le fer est trop gros, il sera plus difficile à contrôler. Cela peut également causer des dommages supplémentaires au circuit imprimé.
Un autre problème pouvant survenir pendant le soudage est que le fer peut être trop chaud. Si le fer est trop chaud, il peut endommager le circuit imprimé et les composants qui s'y trouvent. Cela peut également entraîner un écoulement trop rapide de la soudure, ce qui rend difficile le contrôle du fer. Il est important de noter que tous les fabricants de circuits imprimés ont des normes concernant les températures sûres pour le soudage.
Écoulement excessif du masque de soudure
Au cours du processus de fabrication, il est essentiel d'appliquer la bonne quantité de masque de soudure. Si la couche protectrice sur le circuit imprimé est trop épaisse, cela peut causer des problèmes au niveau des connexions électriques. Si le masque de soudure est appliqué en couche trop épaisse, cela peut créer une quantité excessive de gouttelettes sur le circuit imprimé, causant des problèmes électriques et diminuant la qualité du produit. Pour éviter ce problème, les fabricants doivent s'assurer d'acheter la bonne quantité de masque de soudure pour chaque tâche.
Trop de trous traversants
Les trous sur une carte de circuit imprimé peuvent être utilisés à plusieurs fins, depuis l'installation de ports d'entrée/sortie jusqu'au logement de composants électriques. Bien qu'il existe plusieurs façons d'installer ces trous sur la carte, il est préférable d'éviter de placer plus d'un via par trou. La norme consiste à placer un seul via par trou.
Si votre configuration nécessite l'utilisation de plusieurs vias par trou, vous devez revoir votre conception afin de vous assurer qu'il s'agit d'un problème qui peut être résolu. Cela peut en effet entraîner un certain nombre de problèmes, tels que des courts-circuits électriques. Vous devez également vous assurer que la distance entre chaque via n'est pas inférieure à 1 cm. Si votre configuration nécessite l'utilisation de plusieurs vias par trou, vous devez revoir votre conception pour vous assurer qu'il n'est pas possible de remédier à ce problème.
Comment identifier les problèmes sur un circuit imprimé ?
Identifier la source d'un problème sur une carte de circuit imprimé (PCB) nécessite une approche systématique. Le processus de diagnostic implique un examen minutieux de la carte et de ses composants afin d'identifier tout défaut potentiel. Voici les méthodes couramment utilisées :
Inspection visuelle
Il s'agit d'un moyen simple mais efficace d'identifier tout dommage physique ou débris évident sur le circuit imprimé. L'inspection visuelle consiste à examiner les composants, les pistes du circuit imprimé, les joints de soudure et d'autres caractéristiques physiques du circuit imprimé afin de détecter d'éventuels défauts. Ce processus est généralement effectué avant la fabrication, pendant l'assemblage et après les tests finaux.
L'inspection visuelle permet de détecter les anomalies suivantes :
- un mauvais placement des composants
- soudure de mauvaise qualité
- composants manquants
- le mauvais acheminement des pistes
L'inspection visuelle est le plus souvent effectuée manuellement, mais les systèmes d'inspection automatisés gagnent en popularité car ils sont plus rapides et plus fiables que l'inspection visuelle manuelle. Les systèmes d'inspection automatisés utilisent des caméras, des capteurs et d'autres techniques d'imagerie pour détecter les défauts sur la carte.
Test de l'alimentation électrique
Les tests d'alimentation électrique des cartes de circuits imprimés (PCB) constituent une étape cruciale du processus de conception et de fabrication. Des tests d'alimentation électrique appropriés garantissent que la carte PCB sera en mesure de remplir ses fonctions et d'atteindre ses objectifs de performance. Les tests d'alimentation électrique doivent être réalisés en plusieurs étapes, par exemple :
- test de tension
- test de courant
- test de résistance
- test de bruit
- test d'ondulation
- test de réponse transitoire
- tests de charge dynamique
Chaque test doit être effectué conformément aux spécifications du fabricant et aux normes de sécurité. Vous pouvez utiliser un oscilloscope, un multimètre ou un ohmmètre pour effectuer ces opérations.
Test de continuité électrique
Ce type de test sert à vérifier s'il y a des circuits ouverts ou des courts-circuits dans les chemins conducteurs entre les composants de la carte. Il est généralement effectué avant ou après le processus de soudage afin de détecter tout problème potentiel au niveau des connexions électriques. Les méthodes les plus courantes pour tester la continuité électrique sont les suivantes :
- le test de résistance électrique
- les tests de fuite de courant
- les tests de chute de tension
- tests de résistance d'isolement
Le test de continuité électrique peut être effectué manuellement ou à l'aide d'un équipement de test automatisé. Le test manuel consiste à connecter une sonde de test à chacun des chemins conducteurs de la carte, puis à vérifier la continuité. Le test automatisé utilise un équipement de test spécialisé pour effectuer des tests sur l'ensemble de la carte en une seule opération. Cela permet de gagner du temps et de l'argent lors du test d'un grand nombre de circuits imprimés.
Test des composants
Les tests des composants sont généralement effectués à l'aide d'un processus manuel ou automatisé. Dans le processus manuel, les composants de la carte sont testés à l'aide d'une combinaison d'inspection visuelle et de tests de continuité. Le processus automatisé utilise des équipements de test spécialisés tels que des testeurs en circuit et des testeurs à sondes volantes. Ces tests permettent également de détecter tout problème pouvant survenir pendant le processus de fabrication :
- connexions incorrectes des joints de soudure
- placement incorrect des composants
- circuits ouverts ou courts-circuits
Les tests manuels et automatisés doivent être effectués avant l'assemblage, pendant l'assemblage et après l'assemblage. Cela permet de s'assurer que la carte fonctionne correctement avant d'être expédiée au client.
Test des signaux
Le test des signaux PCB est un processus utilisé pour mesurer les signaux électriques qui sont envoyés à travers une carte de circuit imprimé. L'objectif principal du test des signaux PCB est de s'assurer que la carte de circuit imprimé fonctionne correctement et efficacement. Le test comprend plusieurs étapes, notamment :
- la diaphonie entre les différentes traces de signaux
- l'impédance, la capacité et l'inductance
- l'analyse de l'intégrité du signal des différents composants
- interférences électromagnétiques sur le circuit
L'équipement spécifique utilisé pour le test des signaux PCB peut dépendre du type de PCB testé, ainsi que des exigences de l'application. En général, ce test est réalisé à l'aide d'un oscilloscope, d'un analyseur logique, d'un analyseur de spectre ou d'autres équipements de test spécialisés.
Solutions aux problèmes courants liés aux circuits imprimés
Une fois que vous avez identifié la cause du problème, vous pouvez commencer à le dépanner et à le résoudre. En règle générale, la meilleure solution pour chaque problème dépendra de sa cause profonde. Cependant, certaines solutions générales peuvent s'appliquer à de nombreux problèmes courants liés aux circuits imprimés.
La première étape pour résoudre tout problème lié aux circuits imprimés consiste à en identifier la cause. Pour ce faire, il suffit d'inspecter minutieusement la carte et de rechercher tout signe de dommage ou de dysfonctionnement des composants. De plus, il est important de vérifier la conception du circuit imprimé et de s'assurer que tous les composants sont correctement connectés.
Une fois la cause identifiée, l'étape suivante consiste à déterminer la meilleure solution au problème. Dans certains cas, cela peut impliquer le remplacement de composants ou le recâblage de la carte. Dans d'autres cas, le problème peut être résolu simplement en ajoutant une isolation supplémentaire ou des dissipateurs thermiques à la carte.
Il est également important de s'assurer que la carte est correctement ventilée et que tous les composants sont installés correctement. De plus, il est important de vérifier les sources d'alimentation et de s'assurer qu'elles fournissent la tension correcte.
Enfin, il est important de s'assurer que tous les composants sont de la plus haute qualité et qu'ils répondent aux spécifications du fabricant. Cela peut aider à prévenir les problèmes causés par des composants de mauvaise qualité et à garantir le bon fonctionnement de la carte.
Conclusion
Les problèmes liés aux circuits imprimés peuvent être difficiles à diagnostiquer et à résoudre, mais comprendre les huit problèmes les plus courants et leurs solutions respectives peut faciliter le processus. En connaissant les signes de ces huit problèmes et les meilleures solutions pour chacun d'entre eux, vous pouvez identifier et résoudre rapidement et efficacement tout problème lié aux circuits imprimés que vous pourriez rencontrer.
