Reaksi kimia yang tidak biasa pada PCB (sirkuit SMPS)


26

Saya punya PCB dengan rangkaian smps di atasnya 220V ke 5V (menggunakan Viper22a). Berikut ini skematisnya:

Skema

Dan di sini adalah tata letak papan:

PCB

Di wilayah lingkaran kuning, saya melihat semacam deposisi putih di beberapa PCB (lapisan bawah). Silakan lihat gambar di bawah ini:

1

2

Setelah dikikis, topeng soldernya dihilangkan. Deposisi dimulai pada kedua pin berliku bantu dan meluas ke dioda (lapisan bawah). Area yang tersisa tampaknya tidak terpengaruh. Apa yang bisa menjadi alasan di baliknya dan bagaimana cara menghindari hal seperti itu?

Saya pikir semacam reaksi kimia sedang terjadi mungkin karena bahan yang murah digunakan selama fabrikasi atau mungkin karena pembersihan fluks solder yang tidak benar setelah penyolderan. Tetapi sekali lagi, belitan primer harus memiliki tegangan yang lebih tinggi dan karenanya merupakan tempat yang lebih baik untuk reaksi kimia semacam itu.

Saya tidak melihat kenaikan suhu di daerah itu. Rasanya dingin saat disentuh.

Pembaruan: Saya merasa ini semacam reaksi kimia. Saya segera memeriksa tempat saya meletakkan PCB dan saya menemukan ini:

c1

c2

Saya menempatkan PCB bertenaga telanjang di marmer berpikir itu isolasi. Sepertinya jejak asam dari fluks memulai disintegrasi ionik di marmer pertama dan kemudian arus DC mendorong reaksi lebih jauh. Setoran putih itu sepertinya ditimbun kalsium. Seperti yang terlihat dari gambar marmer, sepertinya berkarat. Pada sentuhan, rasanya kasar seolah seseorang menjatuhkan setetes asam di atasnya.


@Nedd - D6 adalah bagian dari rangkaian penjepit RCD. Bagian itu baik-baik saja. Formasi residu putih adalah antara pin A1, A2 dan diode D4. A1 dan A2 adalah pin berliku bantu transformator. Tidak ada hubungan pendek atau penguapan.
Whiskeyjack

Sepertinya jejak telah diterbangkan juga. Jadi residu putih mungkin bahan PCB yang sedang diuapkan karena busur tegangan tinggi. Dalam D6 skema tampaknya menjadi dioda perlindungan flyback, tetapi resistor secara seri dengan itu terlihat 100k, apakah itu benar? Jika demikian, itu tampaknya terlalu tinggi. Jadi jika itu adalah nilai resistor yang mungkin menyebabkan kondisi percikan tegangan tinggi.
Nedd

Tapi apa nilai sebenarnya dari R33? Jika ada beberapa bentuk lengkung kontinu pada permukaan PCB (atau secara internal) ini dapat membuat residu putih dan akhirnya menyebabkan kekurangan yang besar. (Bagian "RCD" mungkin baik-baik saja, tetapi apakah mereka berfungsi dengan benar? Jika ada hadiah tegangan tinggi, ia hanya ingin kembali ke tanah setempat.)
Nedd

R33 = 100K. Sepertinya masalah ini disebabkan oleh marmer di mana modul disimpan. Mungkin jejak asam dari fluks memicu semacam reaksi pada marmer dan ion-ion itu diendapkan karena arus DC pada pin tersebut. Posting gambar.
Whiskeyjack

Saya tidak akan berpikir bahwa fluks asam akan digunakan dengan perakitan PCB modern, (meskipun Anda tidak mengatakan siapa yang melakukan perakitan). Jika ada kelembaban berlebih di papan, atau di permukaan marmer maka itu mungkin memiliki peluang menyebabkan apa yang Anda lihat. Masalah lain mungkin apa yang datang pertama, busur di papan tulis atau potensi kontaminasi dengan permukaan marmer. Berkenaan dengan resistor 100k: Apakah Anda memasang papan ini, atau mereka dirakit? Saya akan berpikir bahwa resistor R33 akan lebih menuju nilai 100 ohm. Tetapi jika Anda puas dengan ide permukaan marmer maka yang terbaik adalah keberuntungan.
Nedd

Jawaban:


33

Ini memiliki solusi yang cukup mudah: jangan setel 300V yang diaktifkan pada 60KHz langsung pada marmer. Bahkan, Anda harus mengasumsikan bahwa hampir tidak ada sesuatu yang TIDAK aman untuk mengaktifkan 300V pada 60KHz.

Marmer adalah batuan metamorf, terstruktur karena butiran yang berbeda dari batuan yang berbeda, dengan retakan kecil yang akan terisi dengan uap air yang ion konduktif (kalsium adalah taruhan yang aman) pindah dari mineral di sekitarnya. Ini mungkin tampak kering, tetapi kecuali jika Anda baru-baru ini memanggang seluruh lempengan dalam oven selama beberapa hari atau lebih, mungkin ada banyak kelembaban yang merembes hanya dari kelembaban sekitar.

Sebelum semua orang mulai mengukur counter tops mereka dengan ohmmeter, resistivitas bukanlah hal yang berperan di sini. Celah konduktif antara nugget dari berbagai mineral. Mineral dengan koefisien dielektrik. Kedengarannya seperti hal yang biasa?

Kapasitor, mungkin? Dua pelat konduktif dipisahkan oleh ... dielektrik ... kelembaban elektrolit kalsium dalam retakan yang dipisahkan oleh dielektrik.

Properti yang menarik dari banyak mineral adalah jika mengalami medan listrik yang berubah, konstanta dielektriknya meningkat secara dramatis dengan frekuensi. Anda tidak memerlukan jalur galvanik resistansi rendah untuk melakukan AC. Itu dapat melewati dielektrik melalui polarisasi dan depolarisasi dari dipol listrik dalam material. Sederhananya, kapasitor melewati AC, dan semakin banyak kapasitansi, semakin banyak yang dilewati. Konstanta dielektrik yang lebih tinggi berarti kapasitansi yang lebih besar.

Inilah sebabnya mengapa marmer konduktif untuk AC frekuensi tinggi atau bentuk gelombang switching yang berubah. Persis seperti yang akan terlihat pada dua pin yang memiliki 'pengendapan.'

Sebagian besar waktu, ini tidak terlalu penting. Dan itu bisa sangat berguna untuk mengukur regangan dan efek lain dari marmer, meskipun efek ini juga ada pada jenis batuan lainnya. Ada seluruh bidang yang disebut Spektroskopi Dielektrik yang mencoba menyimpulkan berbagai hal tentang bongkahan material dengan melihat bagaimana impedans AC-nya bervariasi sesuai frekuensi. Marmer hanya berjalan satu arah: turun (dengan meningkatnya frekuensi).

Namun, 300V dari saluran 220V recitfied yang diaktifkan pada 60KHz hampir tidak sepele. Banyak mineral dan keramik (MnZn ferrite adalah contoh lain) mulai menjadi lebih konduktif dengan pemanasan, seringkali secara eksponensial. Saya telah mengirim beberapa amp melalui inti ferit dengan kurang dari 30V, Anda hanya perlu membuatnya cukup panas. Nah, sebelum hancur / semisploded. Ditambah dengan konduktivitas termal yang umumnya mengerikan, saya berani bertaruh Anda mengalami pemanasan meja marmer yang cukup serius dengan kedua pin tersebut.

Adapun deposisi, mengingat ion dan sifat alkali dari endapan dalam marmer, mungkin ada beberapa sesuatu elektrokimia kecil atau lainnya yang terjadi. Anda melewati arus melalui hal-hal aneh dan membuatnya panas, segala macam kejahatan bisa berpotensi terjadi. Tapi ini pasti didorong saat ini, tidak ada masalah dengan residu fluks atau apa pun yang menyebabkan ini. Ini adalah kasus menempatkan 300V SMPS Anda pada hal-hal yang seharusnya tidak Anda lakukan, itu saja.

Berita baiknya adalah ini khusus untuk papan yang Anda uji, saya tidak akan khawatir tentang masalah manufaktur. Ini adalah contoh yang sangat spesifik dari 'OOPS!'


3
Senang mengetahui bahwa proses berpikir saya benar. Sudah menjadi mimpi buruk jika itu masalah manufaktur atau yang lebih penting desain sirkuit (itu sangat tidak mungkin tapi ya - hukum Murphy). Terima kasih banyak metacollin untuk jawaban yang luar biasa ini. Saya telah meninggalkan sirkuit ON di atas marmer selama 3 hari berturut-turut. Itu semacam tes stres.
Whiskeyjack

Jawaban yang luar biasa, dan saya akan menaikkan pertanyaan hanya untuk mendapatkan jawaban ini lebih dekat ke atas. Sayangnya, saya sudah mengangkat pertanyaan untuk tujuan lain. Saya yakin sebagian besar insinyur listrik tidak memiliki petunjuk tentang hal-hal ini, setidaknya tidak memiliki pengalaman praktis, jadi ini adalah informasi yang bagus.
pipa

Ya, itu hasil yang menarik. Saya tidak akan pernah menduga!
Pos Gizi
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.