पीसीबी में लेयरों के बीच शॉर्ट: वह छिपी खराबी जिसने होवरबोर्ड को आग लगा दी

एक स्व-संतुलित स्कूटर अपनी नियमित चार्जिंग के दौरान आग पकड़ लिया। Nikon CT उपकरण और Dragonfly सॉफ्टवेयर के साथ 3D एक्स-रे के माध्यम से फोरेंसिक विश्लेषण ने मूल कारण का खुलासा किया: PCB की आंतरिक परतों के बीच शॉर्ट सर्किट। तांबे के ट्रैक, जो अपर्याप्त दूरी के साथ डिज़ाइन किए गए थे, ने एक विद्युत चाप उत्पन्न किया जिसके परिणामस्वरूप स्थानीयकृत ओवरहीटिंग हुई, जिससे थर्मल आपदा शुरू हो गई।

दोषपूर्ण माइक्रोफैब्रिकेशन: बहुत करीब ट्रैक की समस्या 🔥

Dragonfly में PCB के वॉल्यूमेट्रिक पुनर्निर्माण ने विफलता के सटीक बिंदु को देखने की अनुमति दी। Altium Designer में मॉडल आयात करने पर, यह पुष्टि हुई कि मूल डिज़ाइन ने ऑपरेटिंग वोल्टेज के लिए कंडक्टरों के बीच न्यूनतम स्पेसिंग नियमों का उल्लंघन किया। DFM (Design for Manufacturing) की यह त्रुटि उच्च धारा घनत्व का एक क्षेत्र बनाती है। 3D थर्मल सिमुलेशन ने दिखाया कि परतों के बीच उपयुक्त डाइइलेक्ट्रिक बाधाओं के बिना, शॉर्ट से उत्पन्न गर्मी एक महत्वपूर्ण क्षेत्र में केंद्रित हो गई। Blender में रेंडर किए गए चेसिस के 3D मॉडल ने प्लेट और लिथियम सेल के बीच थर्मल बाधाओं की अनुपस्थिति प्रदर्शित की। इस डिज़ाइन ने शॉर्ट के तापमान को सीधे बैटरी पैक में गर्मी फैलाने की अनुमति दी, जिससे आग की श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू हो गई।

सेमीकंडक्टर और PCB डिज़ाइन के लिए सबक ⚡

यह घटना नियंत्रण बोर्डों के माइक्रोफैब्रिकेशन में स्पेसिंग नियमों और सिग्नल अखंडता विश्लेषण के महत्व को रेखांकित करती है। ट्रैक के बीच की दूरी केवल एक विद्युत पैरामीटर नहीं है; यह एक थर्मल सुरक्षा बाधा है। Altium Designer जैसे उपकरण उत्पादन से पहले इन परिदृश्यों का अनुकरण करने, जोखिम क्षेत्रों का पता लगाने की अनुमति देते हैं। लागत कम करने या PCB के आकार को कम करने के लिए DFM नियमों की अनदेखी न केवल सेमीकंडक्टर की कार्यक्षमता से समझौता करती है, बल्कि, जैसा कि इस मामले में, एक रोजमर्रा के उपकरण को प्रज्वलन के स्रोत में बदल सकती है।

क्या बिना विनाशकारी क्रॉस-सेक्शन के 3D एक्स-रे के माध्यम से मल्टी-लेयर PCB में इंटरलेयर शॉर्ट्स का पता लगाना संभव है, और यदि हां, तो होवरबोर्ड जैसे उच्च-घनत्व वाले उपकरणों में विफलता के फोरेंसिक विश्लेषण में शॉर्ट को तांबे की मोटाई भिन्नता से अलग करने के लिए कौन से स्कैनिंग पैरामीटर महत्वपूर्ण हैं?

(पी.एस.: 180nm अवशेषों की तरह हैं: जितने छोटे, नग्न आंखों से देखना उतना ही मुश्किल)