Поиск и устранение неисправностей печатных плат. Полное руководство по назначению и решению проблем

Что касается устранения неполадок с печатными платами, часть изготовленных печатных плат часто не проходит тесты контроля качества. Таким образом, поиск и устранение неисправностей печатных плат обычно является единственным способом их спасения. Таким образом, поиск и устранение неисправностей печатных плат является важной мерой экономии при изготовлении электронных печатных плат.

Однако иногда бывает проще или дешевле утилизировать неисправное устройство или заменить его новым. Это вызывает много вопросов, касающихся объема устранения неполадок печатной платы.

Во-первых, ваш опыт устранения неполадок может определить, чего вы можете добиться при устранении неполадок печатных плат. Тем, кто находится ближе к началу кривой обучения, будет труднее всего работать с вариантами устранения неполадок печатной платы.

Это досье представляет собой внутреннюю информацию об устранении неполадок с печатными платами, которое поможет вам облегчить процесс обучения. В нем представлены сведения об устранении неполадок, которые помогут вам принять правильное решение в отношении неисправной печатной платы.

Устранение неполадок платы

Обзор устранения неполадок печатной платы

Качество устройства PBC зависит от степени точности, с которой оно выполняет свои функции. Но человеческий вклад в процессы его изготовления может породить троянских коней.

Обычные человеческие ошибки обычно являются первопричиной дефектов PBC. Некоторые из этих ошибок включают неправильную пайку компонентов, использование несоответствующих напряжений и т. д. Однако существует ряд других дефектов, которые не являются прямым результатом человеческой ошибки, например ухудшение качества компонентов.

Но общим для обоих наборов ошибок является то, что большинство из этих дефектов обычно трудно расшифровать. В таких случаях методы устранения неполадок помогут вам получить ценную информацию.

Объем проблем, с которыми имеет дело устранение неполадок печатных плат

Операции электроники печатных плат вращаются вокруг электричества, которое представляет собой поток электронов с одного уровня на другой. Функции электроники для печатных плат основаны на регулировании напряжения и тока внутри печатной платы.

Элементы, которые наделяют электронную плату печатной платы такими нормативными атрибутами, включают резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и паяные соединения. Однако повреждения из-за скачков напряжения и перегрузок по току могут нарушить схему потока электронов в плате.

Большинство дефектов, возникающих в результате таких сбоев, известны как периодические сбои.

Факторы, определяющие, какой метод устранения неполадок является наиболее эффективным в конкретном случае

Количество слоев, размер, диапазон компонентов и т. д. влияют на жизнеспособность используемого метода устранения неполадок PBC. Сложные платы, скорее всего, потребуют устранения неполадок с помощью специального оборудования.

Тем не менее, основное электрооборудование поможет вам в большинстве случаев успешно устранять неполадки в КПБ. Это потому, что, как правило, с PBC довольно легко устранять неполадки. Поэтому вам будет легко устранять неполадки в среднем PBC без использования дополнительных инструментов.

Одним из самых динамичных инструментов для поиска и устранения неисправностей печатных плат является мультиметр. Однако в очень сложных случаях может потребоваться использование современного оборудования, например логического анализатора, осциллографа и измерителя LCR.

Эти инструменты позволяют получить представление о рабочем поведении и отображении печатной платы.

Хотите узнать больше о том, как средства устранения неполадок выявляют сопоставление и операции PBC? В следующей главе мы углубимся в это.

Сопоставление печатных плат и устранение неполадок

Важность PCBMapping для поиска и устранения неисправностей печатных плат

Типичная печатная плата состоит из сети медных дорожек и изоляторов, которые соединяют группы компонентов на печатной плате. Одной из причин, по которой некоторые печатные платы легче устранить, чем другие, является доступность схемы печатной платы.

Легче устранять неполадки с печатной платой, если у вас уже есть четкое представление о ее текущем потоке, сигналах и трассировках. Вам важно знать, какие пары конденсаторов с каким резистором следует устранять.

Понимание положения делителя напряжения, фильтра и дросселя на печатной плате также важно, но если вы не понимаете конфигурацию печатной платы, лучше начать поиск и устранение неисправностей с разъемов.

Коннекторы являются интерфейсом, через который ошибочные входные данные из внешней среды попадают на печатную плату. Такие ошибочные входные данные могут привести к скачкам напряжения, перегрузкам по току и тому подобному. Однако вам нужно хорошо разбираться в отображении печатной платы, чтобы устранять неполадки без доступа к схемам платы. В противном случае отслеживание конфигурации печатной платы может занять много времени.

Как разметить печатную плату

Один из способов начать устранение неполадок без понимания схемы печатной платы — использовать стандартные щупы мультиметра. Однако это может быть утомительно, так как вам придется проверять каждое паяное соединение с помощью щупа мультиметра.

Однако более естественным способом трассировки печатной платы является использование куска алюминия. Этот метод позволяет вам искать PBC-соединения на большей площади за раз, сводя к минимуму время и усилия. Для этого вам понадобится мультиметр, провода с зажимами типа «крокодил», кусок алюминиевой фольги и кусачки.

Начните с зачистки 2 см провода с одного конца и 4-5 см с другого конца. Оберните кусок алюминиевой фольги вокруг проволоки. Затем подключите кабель фольги к проводу мультиметра. Оберните фольгу вокруг одного пальца, а затем коснитесь этим пальцем второго провода мультиметра.

Было бы полезно, если бы вы получали измерение сопротивления 0 Ом. Однако, если показания выше 15-20 Ом, необходимо снова провести операцию фольгирования.

После успешного завершения используйте щуп мультиметра, чтобы коснуться платы в одном месте за раз. Поэтому приложите палец к фольге и коснитесь свариваемой части сборки. Таким образом, вы можете быстро охватить больше областей. Когда мультиметр издает звуковой сигнал, это означает, что вы нашли дорожку, соединяющую компоненты.

Теперь, когда вы много знаете о сопоставлении печатных плат, вы должны быть готовы изучить шаги по устранению неполадок.

Как устранить неполадки

Вот некоторые из важнейших шагов, которые необходимо предпринять в первую очередь при устранении неполадок с PBC:

Визуальный осмотр

Проведите визуальный осмотр платы на предмет выявления подгоревших компонентов, трещин и сухих стыков. Это один из самых простых способов устранения неполадок без питания.

Хорошее увеличительное стекло является важным инструментом для визуального осмотра, так как могут быть небольшие физические повреждения.

Вы узнаете больше о визуальном осмотре в следующих главах.

Физический осмотр источника питания

Если визуальный осмотр не приводит к каким-либо существенным выводам, значит, пора проверить блок питания. Вам необходимо убедиться, что интегральная схема (ИС) получает соответствующие уровни питания.

Несоответствующие уровни питания ИС могут вызвать перегрев или перегрузку платы. Вы можете легко отследить, где высокое напряжение могло вызвать повреждения, просто прикоснувшись к поверхности и компонентам PBC.

Прикасаясь к различным частям цепи, вы также изменяете сопротивление цепи. Так как это изменяет поведение системы, это может помочь вам отследить части, которым требуется дополнительная емкость.

Вы можете использовать сжатый консервированный воздух для охлаждения точки доступа, чтобы проверить, правильно ли работает компонент. Однако при этом необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности.

Одна из предосторожностей, которую вы должны принять во время физического осмотра, заключается в том, чтобы каждый раз прикасаться к PBC одной рукой. Это предотвращает попадание электрических разрядов в сердце, что может привести к смертельному исходу. Хорошей практикой является держать одну руку в кармане, касаясь цепи под напряжением.

Еще одна важная мера предосторожности — заблокировать любой потенциальный путь тока к земле, чтобы предотвратить удары током. Эти пути включают ваши босые ноги, а также нерезистивный заземляющий браслет.

Явное тестирование компонентов

Это этап устранения неполадок, когда вам нужно начать использовать инструменты тестирования. Во-первых, вам нужно измерить напряжения питания на всей плате.

После этого измерьте напряжения в различных частях цепи, чтобы определить любую часть с несоответствующим напряжением. Принципиальная схема пригодится на этом этапе.

Теперь, когда вы знаете некоторые из необходимых шагов для устранения неполадок PBC, вы можете захотеть узнать, что лучше всего сделать. Узнайте о лучших шагах по устранению неполадок PBC в следующей главе.

Лучшие способы устранения неполадок с печатными платами

Анализ узлов

Лучший метод устранения неполадок печатной платы — это тестирование компонентов с помощью узлового анализа. Этот метод позволяет тестировать печатную плату без питания платы. Вам нужно только подать питание на конкретный компонент, который вы хотите протестировать за раз. Цель состоит в измерении приложенного напряжения и токового отклика компонента.

Узловой анализ подразумевает систематическое измерение напряжений в определенных узлах для сравнения их с напряжением эталонного узла. Этот эталонный узел выбирается случайным образом из различных узлов на плате. Этот метод предполагает применение KCL для определения разницы между напряжениями узлов в терминах токов ветвей.

Разность между узловыми напряжениями определяется системой уравнений, описывающих работу цепи. Вы можете быстро определить текущую реакцию в узле после того, как разобрались с уравнением.

Всего будет N-1 независимых уравнений, дающих узловые напряжения, поскольку один узел служит эталонным узлом. Затем вы можете применить закон Ома к измеренным напряжениям узлов, чтобы расшифровать токи в цепи.

Как реализовать узловой анализ

1. Определите количество узлов, затем выберите и пометьте опорный узел. Эмпирическое правило состоит в том, чтобы выбрать узел, который соединяет наибольшее количество элементов или источников напряжения или асимметричный узел.

2. Каждому из неизвестных напряжений узла присвоить переменную. Итак, выразите неизвестное напряжение в известные напряжения.

3. Запишите уравнения, выражающие значение вторичных источников относительно узловых напряжений.

4. Напишите уравнение KCL для каждого узла, уменьшив исходящий ток узла до нуля. KCL утверждает, что алгебраическая сумма всех токов, втекающих и вытекающих из узла, равна нулю. Используйте KCL для определения неизвестных переменных.

5. Для источников напряжения между двумя неизвестными напряжениями объедините два узла в суперузел и выразите в одном уравнении.

Проблемы с печатной платой и способы их устранения

Ошибки почти неизбежны в процессах проектирования и производства КЭСд. Однако эти проблемы являются общими проблемами, которые можно быстро решить. Ниже приводится краткое изложение трех наиболее распространенных проблем и способов их решения:

Неисправный зазор между медью и кромкой

Медь обладает отличными токопроводящими свойствами. Однако его обычно покрывают другими материалами, поскольку он легко подвержен коррозии и износу.

Однако во время обрезки покрытие на медном фитинге, расположенном близко к краю, может быть срезано. Это может привести к многочисленным дефектам электроники PBC. Это воздействие может даже привести к поражению электрическим током

удары током, когда кто-то прикасается непосредственно к печатной плате.

Простой способ обойти эту проблему — обеспечить достаточное пространство между медью и краями платы. Это пространство известно как зазор между медью и краем или между пластиной и краем.

Электромагнитные помехи от работы миниатюрного реле

PBC производят дуговые разряды при отключении больших токов, что приводит к появлению миниатюрных реле, создающих электромагнитные помехи. Эти помехи могут привести к частому сбросу ЦП, а также к тому, что декодеры будут выдавать неверные сигналы.

Вы можете решить эту проблему, расширив возможности ЦП по защите от помех или уменьшив источник помех.

Кислотные ловушки

Кислоты заполняют острые углы КПБ в процессе травления. Захваченные кислоты могут разъедать доски и вызывать дефекты. Кислотные ловушки очень распространены, и обычно они являются одной из основных ошибок, устраняемых проверкой DFM.

Методы устранения неполадок печатной платы

Визуальный осмотр

Это один из самых удобных и эффективных методов устранения неполадок печатных плат. Он вращается вокруг поиска коричневатых следов ожога, которые появляются в результате перегрева компонентов.

Визуальный осмотр также направлен на выявление плохих паяных соединений. Хорошее паяное соединение обычно выглядит гладким и блестящим. Тусклый вид сустава может свидетельствовать о сухости сустава. Сухое соединение вызывает слабый контакт в месте пайки, что приводит к изменению проводимости цепи.

Иногда сухой шов и следы ожогов могут быть невидимы невооруженным глазом. Увеличительное стекло может помочь вам определить повреждения, которые ускользают от невооруженного глаза. Таким образом, увеличительное стекло является важным инструментом устранения неполадок PBC.

Сравнение печатных плат

Это еще один быстрый, но очень эффективный метод устранения неполадок печатной платы. Это влечет за собой быстрое сравнение неисправных печатных плат с исправными. Это сравнение обычно выполняется путем проверки контрольных точек как неисправной, так и первой печатной платы с помощью мультиметра, а затем сравнения полученных значений.

Тестирование отдельных компонентов

Это один из самых эффективных методов устранения неполадок печатных плат, поскольку он включает в себя тестирование каждого компонента. К таким компонентам относятся конденсатор, резистор, светодиод, диод и другие дискретные активные компоненты.

Вы можете использовать мультиметр или LCR-метр для этого метода устранения неполадок. Метод узлового анализа, описанный ранее, также является еще одним вариантом этого метода.

Цель состоит в том, чтобы идентифицировать компоненты со значениями, которые выше, чем их заявленное значение компонента. Такие более высокие значения обычно возникают в результате перегрева, плохой пайки или инертного дефекта компонента.

Проверка сигнала

Этот метод требует четкого понимания схемы для определения контрольной точки сигнала и интерпретации результатов. Зондирование сигнала обычно включает тесты напряжения с использованием портативного мультиметра, а также захват формы сигнала с использованием осциллографа.

При испытании напряжением более низкий уровень напряжения указывает на утечку в интегральной схеме. Захват формы сигнала, показывающий, как изменяются сигналы, дает больше информации, чем тест напряжения.

Теперь вы много знаете о наиболее распространенных методах устранения неполадок печатных плат. Однако чего можно добиться, используя всю эту информацию?

Заключение

Устранение неисправностей печатных плат требует внимания к деталям, решительности и сосредоточенности. Наиболее эффективный метод и средства устранения неполадок зависят от уровня сложности печатной платы, а также от вашего опыта.

Обладая обширным опытом, вы можете быстро устранять неполадки практически любого типа печатных плат, не используя передовые инструменты. Однако если вам не хватает инструментов или опыта для устранения неполадок с печатной платой, необходимо обратиться к специалистам в этой области, чтобы не нанести еще больший ущерб.