保持 PCB 清洁：减少电路故障的有效策略

在电子电路领域，PCB（印刷电路板）作为核心部件，其性能优劣直接影响着整个电路系统的运行。当工程师们为非功能性或不良性能的电路排除故障时，通常会先运行仿真或其它分析工具，从原理图层面去考量电路。然而，若这些常规方法无法解决问题，即便经验丰富的工程师也可能会陷入困境，感到挫败与困惑。我就曾有过这样痛苦的经历。为避免大家重蹈覆辙，今天我要向大家介绍一个简单却至关重要的小技巧 —— 保持 PCB 清洁。

如果 PCB 没有保持适当的清洁，在其装配或修改过程中使用的某些材料可能会导致严重的电路功能性问题，其中最常见的就是焊剂残留。

图 1 展示的就是一块残留过多焊剂的 PCB

焊剂是一种化学制剂，在将组件焊接至 PCB 的过程中起着协助作用。但令人遗憾的是，焊接后若不及时清除，焊剂会劣化 PCB 的表面绝缘电阻，在该过程中会给电路性能造成严重退化！

图2

为了更直观地说明焊剂污染对电路性能的影响，我进行了一项测试。测试电路如图 2 所示，由 2.5V 参考电压激活的平衡惠斯顿接桥网络可仿真高阻抗桥接传感器，差分桥接传感器输出 VIN+ - VIN - 连接至增益为 101V/V 的 INA333。在理想状态下，由于桥接处于平衡状态，VIN+ - VIN- = 0V。但实际情况中，焊剂污染会导致桥接传感器电压随时间慢慢漂移。

在本次测试中，装配后我同时记录了不同程度清洁之后 VIN- 和 VOUT 一小时的变动情况：

1.未清洁；

2.手工清洗，风干；

3.超声波清洗，风干，烘烤。

图3

从图 3 中可以看出，焊剂污染对桥接传感器输出性能有严重的影响。在未清洁或手工清洗的情况下，桥接传感器电压从未达到约 VREF/2 的预期电压，即便在一小时趋稳时间之后。此外，未清洁电路板还表现出大量外部噪声收集。在使用超声波浴清洗并完全干燥后，桥接传感器电压稳如磐石。

观察 INA333 的输出电压，我们会连续看到不当清洁造成的性能退化。

1.未清洁的电路板出现了 DC 错误、超长趋稳时间以及严重的外部噪声收集；

2.手工清洁的电路板出现了奇怪的极低频率噪声。我最终找到了根源 — 是因为测试设施内部的空调循环！

3.和预想的一样，正确清洁并烘干的电路板表现优异，测试中的任何点都没有发生漂移。

以上所述，焊剂清洁不当会严重降低电路性能，尤其是在高精度 DC 电路中。对于所有手工装配或修改过的 PCB，务必使用超声波浴（或类似方式）进行最终清洁。使用空气压缩机风干后，再采用稍高温度烘烤装配并清洗后的 PCB，以清除任何残留湿气，一般可在 70°C 下烘烤 10 分钟。这个简单的 “保持清洁” 技巧，能帮助大家大幅减少排除故障的时间，将更多精力投入到设计出色的高精度电路中。