Lors du dépannage de circuits non fonctionnels ou peu performants, les ingénieurs peuvent souvent exécuter des simulations ou d'autres outils d'analyse pour considérer le circuit au niveau schématique. Si ces méthodes ne résolvent pas le problème, même les meilleurs ingénieurs risquent d’être perplexes, frustrés ou confus. J'ai également ressenti cette douleur. Pour éviter de vous retrouver dans de telles impasses, laissez-moi vous présenter un conseil simple mais très important : gardez-le propre !
Qu’est-ce que je veux dire par là ? Cela dit, certains matériaux utilisés lors de l'assemblage ou de la modification du PCB peuvent entraîner de graves problèmes de fonctionnalité du circuit si le PCB n'est pas correctement propre. L’un des problèmes les plus courants liés à ce phénomène est le flux.
La figure 1 montre un PCB avec des quantités excessives de résidus de flux.
Le flux est un agent chimique utilisé pour aider à souder des composants sur un PCB. Malheureusement, s'il n'est pas retiré après le soudage, le flux peut dégrader la résistance d'isolation de surface du PCB, provoquant ainsi une grave dégradation des performances du circuit !
chiffre 2
La figure 2 est un circuit de test que j'ai utilisé pour démontrer les résultats de la contamination du flux. Un réseau en pont de Wheatstone équilibré activé par une tension de référence de 2,5 V émule un capteur ponté à haute impédance. Les sorties capteur du pont différentiel VIN+ - VIN- peuvent être connectées à l'INA333 avec un gain de 101V/V. Dans un monde idéal, puisque le pont est en équilibre, VIN+ - VIN- = 0V. Mais la contamination du flux peut entraîner une dérive lente de la tension réelle du capteur de pont au fil du temps.
Dans ce test, après assemblage, j'ai également enregistré les changements de VIN- et VOUT pendant une heure après différents niveaux de nettoyage :
1. Pas propre ;
2. Nettoyer à la main et sécher à l'air libre.
3. Nettoyage par ultrasons, séchage à l'air, cuisson.
chiffre 3
Comme le montre la figure 3, la contamination du flux a un impact important sur les performances de sortie du capteur en pont. Sans nettoyage ni nettoyage manuel, la tension du capteur en pont n'a jamais atteint la tension attendue d'environ VREF/2, même après un temps de stabilisation d'une heure. De plus, les circuits imprimés non nettoyés présentent également une importante collection de bruit externe. Après nettoyage avec un bain à ultrasons et séchage complet, la tension du capteur du pont était solide comme le roc.
chiffre 4
1. Les cartes non nettoyées présentaient des erreurs CC, de longs temps de stabilisation et une forte capture de bruit externe ;
2. Les circuits imprimés nettoyés manuellement présentent un bruit étrange à très basse fréquence. J'ai finalement trouvé la cause : c'était la boucle de climatisation à l'intérieur de l'installation d'essai !
3. Comme prévu, les planches correctement nettoyées et séchées se sont extrêmement bien comportées, sans dérive à aucun moment du test.
En résumé, un nettoyage inapproprié du flux peut entraîner une grave dégradation des performances, en particulier dans les circuits CC de haute précision. Comme pour tous les PCB assemblés ou modifiés à la main, veillez à utiliser un bain à ultrasons (ou une méthode similaire) pour le nettoyage final. Faites cuire le PCB assemblé et nettoyé à une température légèrement plus élevée pour éliminer toute humidité résiduelle après séchage à l'air à l'aide d'un compresseur d'air. On cuit généralement à 70°C pendant 10 minutes.
Ce simple conseil « Gardez-le propre » devrait vous aider à passer beaucoup moins de temps à résoudre les problèmes et plus de temps à concevoir de superbes circuits de haute précision !
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Heure de publication : 17 avril 2024