板對板連接器下面裸銅設計,造成模組功能不良

最近我們發現某個買進來的模組有功能測試不良的問題,問題不是百分百,可是有將近0.5~4%的不良,一開始分析的時候發現有接觸不穩(intermittent)的情形,因為這款模組採用了板對板連接器來對外連接,量測的時候發現某些PIN腳會有接地短路的情形,可是有時候又量不到短路,反應給供應商,也把不良品寄給供應商,可是都一直沒有找到真因。

最近我們發現某個買進來的模組有功能測試不良的問題,問題不是百分百,可是有將近0.5~4%的不良,一開始分析的時候發現有接觸不穩(intermittent)的情形,因為這款模組採用了板對板連接器來對外連接,量測的時候發現某些PIN腳會有接地短路的情形,可是有時候又量不到短路,反應給供應商,也把不良品寄給供應商分析,可是卻一直都沒有找到真因。

經過一番折騰,後來索性把這個板對板連接器拆下來檢查,想說死馬當活馬醫,拆開後赫然發現這款模組在其板對板的連接器下方的板子上竟然設計有兩塊裸銅的區域,而裸銅的地方剛好就是發生PIN腳接地短路的位置,把問題再反饋給供應商,並且請出公司的採購最高層(老美講話了)施壓,於是供應商(德國廠商)配合我們展開了緊迫的每天電話會議(daily meeting)追蹤。







最後供應商受不了,可能也真的找到了問題點,供應商終於承認其所使用的板對板連接器中有一家可能有問題,而問題點可能是其端子的切斷面毛邊(burr)太大造成。後來我們把有問題模組的連接器吹下來(吹得有點醜),放到了顯微鏡下觀察,真的發現有毛邊,而且毛邊還真的很大,再加上板對板聯接器組裝後施加的壓力,毛邊接觸到接地裸銅區形成短路的機會應該非常大。

問題找到了,接下來就是後續的Sorting與材料更換的問題了。

疑問:

  1. 為何電路板要在板對板連接器下方設計裸銅?
    對方回答是為了防ESD。 (後來把這塊裸銅減少成為一塊,果然發現ESD的能力變差了….這該怎麼說呢!)
  2. 為何不是所有板對板連接器都有這樣的問題?
    其他的連接器供應商模具設計時並不是把端子的切斷面做在同一處,所以毛邊產生的地方不一樣。

▼把板對板連接器破壞之後,發現其下方板子有裸銅接地的設計。
把板對板連接器破壞之後,發現其下方板子有裸銅接地的設計。

▼把板對板連接器全部移除,發現其下方板子共有兩個裸銅的方形設計。
把板對板連接器全部移除,發現其下方板子共有兩個裸銅的方形設計。

▼把板對板連接器吹下來之後,發現其端子的切斷面有大的毛邊(burr)。
板對板連接器Terminal切斷面有毛邊

▼把板對板連接器與其電路板的佈線焊墊作一個比較,端子的切斷面有毛邊的地方剛好對到了裸銅區。
把板對板連接器與其電路板的佈線焊墊作一個比較,端子的切斷面有毛邊的地方剛好對到了裸銅區。


延伸閱讀:
板對板連接器彈片下陷問題探討
Micro-USB連接器的止檔防暴插設計有助提升插拔信賴度
RD的堅持與製造的無奈(談牛頓環解決)

訪客留言內容(Comments)

太扯啦!毛邊也太大 @_@”

Marcus;
這家連接器廠商真的品管不嚴,也可能認為這樣的毛邊在連接器的下面可以接受。其實很多零件商真的應該要去了解客戶如何使用它的產品,否則胡亂認為缺點可以被客戶接受,最後倒楣的還是自己。

通常Connector廠商應該會有建議footprint或限制區,模組廠商應該要參考一下…

YT;
只能說這真的是失誤,因為是發生在廠商的2nd source連接器,發生的原因還跟日本大地震有關,因為當時有家日本連接器大廠受到波及,於是緊急調度台灣的連接器廠商。

“接頭下方有接地裸銅可增加ESD能力”, 對這點有濃厚興趣

上網找了一下相關資料, 真的找到有類似的作法, 也就是預留spark gap

http://www.carousel-design.com/SparkGap.html

不過看起來這個gap得小到接近PCB的最小間距, 不小心真的有機會短路

“7. … If they are under the connector body make sure the connector is designed with a standoff that holds the body up off the board. DO NOTE HOWEVER I RECOMMEND PLACING ALL GAPS IN A CLEAR AREA so that they can be visually inspected.”

有趣的是上面連結內文的注意事項也提到了站長今天遇到的情況…

看來這真的不會是單一個案咧~~

初心者;
這個方法是險招,還得留意連接器端子的切斷面的位置,以防止類似文章的後果。

這樣也能被你找到,佩服佩服!

維尼熊;
當你碰到問題有壓力需要解決就會想盡各種方法去找答案,這件案子前前後後花了將近兩個月的時間才找到解決的方案,連接器下的接地是我們反映給廠商,連接器有毛邊是廠商提供的答案。

大部份連子連料都在這,很難必免。

我是PCB Layout
那兩個裸銅一般設計是固定腳,
但是實際零件內下方並無固定腳,
看起來是Footprint跟實際零件根本不合!
個人拙見,有錯請見諒

YODO;
後來已經證實這兩塊裸銅的區域是防止ESD的設計,這兩個裸銅區跟焊點沒有關係,不過跟線路功能有關係,當遇到大電流的時候可以直接跳電到這兩塊裸銅區。

受教了。。


訪客留言注意事項:
1.首次留言須通過審核後內容才會出現在版面上,請不要重覆留言。
2.留言時請在相關主題文章下留言,與主題不相關的留言將會被視為垃圾留言,請善加利用【搜尋框】尋找相關文章,找不到主題時請在「水平選單」的「留言板」留言。
3. 留言前請先用【搜尋框】尋找相關文章,自己做一點功課後再留言。沒有前因後果的內容,工作熊不一定會瞭解你在說什麼,就更無法回答你的問題。
4. 工作熊並非某一方面的專家,所以回答的內容或許會有不正確的地方,服用前還請三思。如果您想詢問關於電路板方面的工程問題,前先參考這篇文章【詢問工程問題,請提供足夠的資訊以利有效回答】 把自己的問題想清楚了再來詢問,並且請提供足夠的資訊,這樣才能有效回答問題。
5. 工作熊每則留言都會看,但不會每則留言都回答,尤其是只有問候之類的內容。
6. 留言詢問時請注意您的態度,工作熊不是你的「細漢」,更沒有拿你的薪水,所以不接受吆喝工作熊的態度來回答你的問題。
7. 歡迎您訂閱本部落格的最新文章,當有新文章時會主動以電子郵件通知你。

您有話要說(Leave a comment)

(required)

(required)