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        如何檢查PCB上的短路

        發表時間:2019-10-18     責任編輯:恒天偉業科技

          每個工程師都有這種“最壞的情況”,盡管他們幸免于難,但他們堅持設計。在我職業生涯中最糟糕的一周里,我們收到了一批過期的PCB。這些PCB應該在一個多月前已安裝在硬件中,并已在客戶現場部署。我們感到有點沮喪。

          不用說,有些急于出貨這些新主板。一旦我們為它們加電進行測試,您就可以聞到板子上散發出的臭氧。最昂貴的組件之一被加熱得如此之高,以至于實際上燒傷了一些人進行“觸摸測試”。我們認為,我們沒有時間去獲得一批測試板,而只是訂購了組裝好的PCB 。

          除了顯而易見的挫敗感,向老板解釋主要的硬件故障,同時吮吸燃燒的手指是您可能遇到的最糟糕的會議之一。您能做的最好的事情就是提出一個計劃。如果您遇到這種情況,請按照以下方法在PCB上查找短路。

          如何檢查PCB中的短路

          您可以采取以下一些重要步驟來檢查PCB中的短路情況:

          步驟1:如何在PCB中發現短路

          步驟2:如何在電子板上測試電路短路

          步驟3:如何在PCB上查找故障組件

          步驟4:如何破壞性地測試PCB


          步驟1:如何在PCB中發現短路

          視力檢查

          第一步是仔細觀察PCB的整個表面。如果有,請使用放大鏡或低倍顯微鏡。在焊盤或焊點之間尋找錫須。任何焊料的裂紋或斑點都應引起注意。檢查所有通孔。如果指定了未鍍通孔,請確保板子上是這種情況。電鍍不良的過孔會在各層之間造成短路,并使您的所有東西都接地,VCC或兩者都綁在一起。

          如果短路確實很嚴重,并且導致組件達到臨界溫度,則實際上您會在印刷電路板上看到灼傷的斑點。它們可能很小,但是會變成棕色,而不是正常的綠色阻焊劑。如果您有多塊板,那么燒毀的PCB可以幫助您縮小特定位置的范圍,而無需為另一塊板供電,以免犧牲搜索范圍。不幸的是,我們的電路板本身沒有燒傷,只是運氣不好的手指檢查了集成電路是否過熱。

          某些短路將在電路板內部發生,并且不會產生燃燒點。這也意味著它們從表層不會被注意到。在這里,您將需要其他方法來檢測PCB中的短路。

          

        如何從視覺上檢測硬盤驅動器PCB中的短路


          紅外成像

          如果您不是剛開始使用其硬件預算不足的初創公司,則可能很幸運能夠使用紅外熱像儀。使用紅外熱像儀可以幫助您定位產生大量熱量的區域。如果沒有看到有源組件遠離熱點,那么即使短路發生在內部層之間,也可能發生PCB短路。

          短路通常比普通走線或焊點具有更高的電阻,因為它沒有在設計中進行優化的好處(除非您真的很想忽略規則檢查)。該電阻以及由于電源和地之間的直接連接而產生的自然高電流,意味著PCB短路中的導體會發熱。從您可以使用的最低電流開始。理想情況下,您會先看到短路,然后再造成更多損壞。

          

        如何在PCB上查找故障組件:手指測試


          手指測試是檢查特定組件是否過熱的一種方法

          步驟2:如何在電子板上測試電路短路

          除了用可信賴的眼睛檢查電路板的第一步之外,您還可以通過其他幾種方法來查找導致PCB短路的潛在原因。

          用數字萬用表測試

          要測試電路板是否短路,需要檢查電路中不同點之間的電阻。如果目視檢查未發現任何有關短路位置或原因的線索,請抓住萬用表并嘗試追蹤印刷電路板上的物理位置。萬用表的方法在大多數電子論壇中都受到了不同的評論,但是跟蹤測試點可以幫助您找出問題所在。

          您將需要一個具有毫歐靈敏度的非常好的萬用表,如果它具有蜂鳴功能以在探測短路時向您發出警報,這是最簡單的。例如,如果測量PCB上相鄰走線或焊盤之間的電阻,則應測量高電阻。

          如果測量應在單獨電路中的兩個導體之間的電阻非常低,則可能會在內部或外部橋接這兩個導體。請注意,用電感器橋接的相鄰兩個走線或焊盤(例如在阻抗匹配網絡或分立濾波器電路中)將產生非常低的電阻讀數,因為電感器只是一個線圈導體。但是,如果板上的兩個導體相距很遠,并且您讀取的電阻很小,那么板上的某處就會有一個橋。

          相對于地面的測試

          特別重要的是涉及接地通孔或接地層的短路。具有內部接地層的多層PCB將包括一條通過過孔附近組件的返回路徑,這為檢查電路板表面層上的所有其他過孔和焊盤提供了方便的位置。將一個探針放在接地連接上,并在板上其他導體上觸摸另一個探針。

          板上的其他位置也將存在相同的接地連接,這意味著,如果將每個探針接觸到兩個不同的接地過孔,則讀數將很小。執行此操作時請注意布局,因為您不想將短路誤認為是公共接地連接。所有其他未接地的裸露導體在公共接地連接和導體本身之間應具有很高的電阻。如果讀取的值很低,并且所討論的導體與地面之間沒有電感,則可能是組件損壞或短路。

          

        如何用萬用表檢查PCB中的短路


          萬用表探測可以幫助您找到短路線,但是它們并不總是足夠靈敏以找到短路線。

          組件短路

          檢查組件是否短路還涉及使用萬用表測量電阻。如果目視檢查未發現焊盤之間有過多的焊料或金屬薄片,則可能是在組件上兩個焊盤/引腳之間的內部層中形成短路。由于加工不良,組件上的焊盤/引腳之間可能會發生短路。這是PCB應該進行DFM和設計規則檢查的原因之一。太靠近的焊盤和過孔可能會在制造過程中意外橋接或短路。

          在這里,您需要測量IC或連接器上引腳之間的電阻。相鄰的引腳特別容易發生短路,但是這些并不是形成短路的唯一位置。檢查焊盤/引腳之間的電阻是否彼此相對,并且接地連接是否具有低電阻。

          

        如何檢查元件焊盤上PCB的短路


          檢查接地墊和連接器和IC上其他引腳之間的電阻。這里顯示的是USB連接器。

          縮小位置

          如果您認為兩條導體之間或某條導體與地面之間存在短路,則可以通過檢查附近的導體來縮小位置。將萬用表的一根導線連接到可疑的短路連接上,將另一根導線移到附近的不同接地連接上,并檢查電阻。當您移至更遠的接地時,應該會看到電阻發生變化。如果電阻增加,則說明您正在將接地的導線從短路位置移開。這可以幫助您縮小短路的確切位置,甚至可以縮小到組件上特定的一對焊盤/引腳。

          步驟3:如何在PCB上查找故障組件

          有故障的組件或安裝不正確的組件可能是短路的一部分,從而在電路板上造成許多問題。您的組件可能有缺陷或偽造,造成短路或短路現象。

          不良元件

          有些組件會變質,例如電解電容器。如果您有可疑組件,請先檢查那些組件。如果不確定,通??梢酝ㄟ^Google快速搜索懷疑為“失敗”的組件,以找出這是否是常見問題。如果您測量兩個焊盤/引腳之間的電阻非常低(它們都不是接地引腳或電源引腳),則可能由于組件燒壞而導致短路。這清楚表明電容器已經壞了。一旦電容器變壞或施加的電壓超過擊穿閾值,電容器也會凸出。

          

        如何檢查PCB上的故障組件


          看到此電容器頂部的凸起了嗎?這表明電容器已損壞。

          步驟4:如何破壞性地測試PCB

          破壞性測試顯然是最后的手段。如果您可以使用X射線成像裝置,則可以檢查電路板的內部而不破壞它。

          在沒有X射線設備的情況下,您可以開始刪除組件并再次運行萬用表測試。這有兩個方面的幫助。首先,它使您可以更輕松地接觸可能短路的焊盤(包括導熱墊)。其次,它消除了短路引起故障的組件的可能性,使您可以專注于導體。如果您設法縮小到組件上連接的短路位置,例如兩個焊盤之間,則可能不清楚組件是否有缺陷或電路板內部是否有短路。此時,您可能需要卸下組件并檢查板上的焊盤。卸下組件可讓您測試組件本身是否有缺陷,或者板上的焊盤是否在內部橋接。

          如果短路(或可能是多個短路)的位置仍然難以捉摸,則可以切開電路板并嘗試縮小短路的位置。如果您對短路的一般位置有所了解,則可以切開電路板的一部分,然后在該部分重復進行萬用表測試。此時,您可以用萬用表重復上述測試,以檢查特定位置的短路情況。如果您已經達到了這一點,那么您的空頭已經特別難以捉摸。這樣至少可以使您將短路的位置縮小到電路板的特定區域。

          


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