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Mittwoch, 19. Dezember 2018, 14:10

Platinenschäden (nicht an den Bauteilen!)

Es kommt zwar relativ selten vor, aber ...

... es gibt Fälle, wo die Leiterplatte selbst schadhaft ist - nicht die darauf bestückten Bauteile.
So kann es passieren, dass vom Herstellungsprozess ein kleiner Säurerest zwischen den Platinenlagen verblieben ist, der nun fortan von innen her marodiert.

Den dramatischsten Fall hatte ich vor einigen Jahren, als bei Stromzufuhr ein wahrer Funkenregen mit richtig Druck aus dem Platinenrand schoss, der erst endete, als ich in Panik das Netzteil abzog.
Diese Platine konnte ich sogar retten, da das Problem an einer betont unkritischen Stelle auftrat, wo sich die verkohlte Stelle einfach wegfräsen ließ. Zwei Leiterbahnen geflickt, alles mit Epoxid versiegelt und gut war.

Gestern hatte ich wieder einen (jedoch weitaus harmloseren) Fall eines Platinenschadens.
Das Mainboard hatte einen Kurzschluss. Zwei MOSFETs im Eingangsbereich waren verbrutzelt - ausgetauscht.
Kurzschluss aber nicht weg ...
Die eigentliche Fehlerstelle saß ganz woanders. Man erkennt es am realen Objekt nur mit geübtem Auge; auf den Bildern war es schwer, es sichtbar einzufangen: die Platine ist leicht gewölbt. Wie aufgebläht.





Die betroffene Stelle erwärmt sich, wenn per Labornetzteil ein Strom von drei Ampere eingespeist wird.
Das normale Notebook-Netzteil würde wegen dem vorliegenden Kurzschluss sofort abschalten, damit ist kein Test möglich, darum nimmt man dann ein Labornetzteil.
Die Spannung bricht wegen dem Kurzschluss zusammen, es fließen aber drei Ampere. Thermografie verrät die Fehlerstelle.
Und je nach Lichtreflexion erkennt man die leichte Wölbung.
Übrigens sieht die Stelle ganz danach aus, als hätte dort schon vor mir jemand gelötet - ich war da gar nicht bei.

An der betroffenen Stelle wollte ich nicht mit dem Fräser herum werkeln, weswegen ich dem Kunden sein Mainboard nun unrepariert zurück schicke.

Schäden dieser Art treten meistens im Bereich direkt verlöteter Stromeingangsbuchsen auf. Nämlich dann, wenn der Platinendesigner Kupferfächen für Masseund 19v direkt übereinander geführt hat.
Wenn nun immer wieder mal an der Buchse gerucktelt wird, dann zermürbt die Lötstelle am 19V-Anschluss, bis sich schließlich die inneren Platinenlagen berühren. Dann fängt die Platine innen an zu kokeln.
Im Schnellkurs hatte ich bereits einen solchen Fall beschrieben, hier noch einmal das Bild:



Ein Bild aus einem anderen Gerät:



(Die roten Ziffern sind hier belanglos.)
Auf beiden Fotos erkennt man - abgesehen von der Brutzelspur - die leichte Wölbung der Platinenoberfläche.
Dort ist die Ursache jeweils klar: Zermürbung am Lötanschluss, erhöhter Widerstand, lokale Erhitzung. Aber es kann eben auch ohne äußerer Ursache sein, dass eine Platine von innen her kokelt, einfach durch Fehler im Fertigungsprozess.
Typische Kandidaten sind nicht durchverzinnte, mit Lötstopplack überzogene Durchkontaktierungen. Da kann leicht ein Säurerest in der hohlen Durchkontaktierung verbleiben, die dann vom Lack abgedeckt wird, wodurch die Säure eingeschlossen bleibt.

Ich will nur den Blick schärfen, denn man erkennt solche Stellen oftmals kaum.
Aber sie sind per Thermografie aufspürbar. Wenn man dann so eine Wölbung sieht, dann muss man entweder mit dem Fräser ran, oder man lässt es gleich bleiben.
Mainboards sind typischerweise 6-fach Layer. Oder gar 8-fach. Wenn man da fräst, zerstört man unweigerlich innere Leiterbahnen. Je nach betroffener Stelle ist das praktisch irreparabel - ausgenommen es spielt sich im Bereich der Stromeingangsbuchse ab.
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