Istnieje kilka ważnych kroków, które można wykonać, aby sprawdzić, czy na płytce drukowanej nie ma zwarć:
Krok 1: Jak znaleźć płytkę zwarciową w PCB?
Krok 2: Jak sprawdzić płytkę zwarciową na płytce drukowanej?
Krok 3: Jak znaleźć wadliwe elementy na płytce drukowanej?
Krok 4: Jak przetestować płytkę PCB w sposób niszczący?
Krok 1: Jak znaleźć zwarcie na płytce drukowanej?
Oględziny
Pierwszym krokiem jest zbadanie całej powierzchni zwarcia na płytce drukowanej. Jeśli tak, użyj szkła powiększającego lub mikroskopu o małym powiększeniu. Należy odnotować pęknięcia lub plamy w lucie. Sprawdź wszystkie otwory przelotowe. Jeśli określono niepowlekane otwory przelotowe, upewnij się, że tak jest na płytce. Słabe poszycie otworów może spowodować zwarcie płytki drukowanej między warstwami i spowodować uziemienie wszystkiego, VCC lub obu razem.
Jeśli zwarcie na płytce drukowanej jest naprawdę poważne i powoduje, że element osiąga temperaturę krytyczną. W rzeczywistości zobaczysz wypalone miejsca na płytce drukowanej. Mogą być małe, ale staną się brązowe zamiast zwykłego zielonego lutu.
Jeśli masz wiele płyt, spalona płytka PCB może pomóc zawęzić obszar w określonej lokalizacji bez konieczności zasilania innej płyty, poświęcając obszar wyszukiwania. Niestety, na samej płytce drukowanej nie było oparzeń, tylko pechowe palce sprawdzające, czy układ scalony się nie przegrzewa.
Niektóre zwarcia na płytce drukowanej wystąpią wewnątrz płytki drukowanej i nie spowodują przepalenia. Oznacza to również, że nie zostaną zauważone z powierzchni. Tutaj będziesz potrzebować innych metod wykrywania zwarć na płytce.
Obrazowanie w podczerwieni
Korzystanie z termografu na podczerwień może pomóc w zlokalizowaniu obszarów, które generują dużo ciepła. Jeśli aktywny komponent nie jest widoczny z dala od gorącego punktu, może wystąpić zwarcie na płytce drukowanej, nawet jeśli zwarcie wystąpi między warstwami wewnętrznymi.
Zwarcia na płytce drukowanej mają zwykle wyższą rezystancję niż zwykłe okablowanie lub pola lutownicze, ponieważ optymalizacja projektu nie przynosi korzyści (chyba że naprawdę chcesz zignorować sprawdzanie reguł). Ta rezystancja, wraz z naturalnie wysokim prądem generowanym przez bezpośrednie połączenie między zasilania i uziemienia oznacza, że przewodnik znajdujący się w zwarciu na płytce drukowanej nagrzeje się. Zacznij od najniższego prądu, jakiego możesz użyć. Idealnie byłoby zobaczyć zwarcie na płytce drukowanej, a następnie spowodować większe uszkodzenia.
Krok 2: Jak przetestować zwarcie na płytce PCB?
Oprócz pierwszego kroku sprawdzania płytki drukowanej zaufanym okiem, istnieje kilka innych sposobów na znalezienie potencjalnej przyczyny zwarcia na płytce drukowanej.
Przetestuj zwarcie na płytce drukowanej za pomocą multimetru cyfrowego
Aby przetestować płytkę drukowaną, czy jest zwarciem, czy nie. Musisz sprawdzić rezystory między różnymi padami w obwodzie. Jeśli oględziny nie ujawnią żadnych wskazówek co do lokalizacji lub przyczyny zwarcia na płytce drukowanej, chwyć multimetr i spróbuj prześledzić fizyczną lokalizację zwarcia na płytce drukowanej. Podejście multimetru otrzymało mieszane recenzje na większości forów elektronicznych. Ale śledzenie punktów testowych może pomóc ci dowiedzieć się, na czym polega problem.
Będziesz potrzebował bardzo dobrego multimetru o dobrej czułości, co jest najłatwiejsze, jeśli ma funkcję brzęczyka, która ostrzega o wykryciu zwarcia na płytce drukowanej. Na przykład, jeśli mierzone są rezystory między sąsiednimi przewodami lub podkładkami na płytce drukowanej, należy zmierzyć wysokie rezystory.
Jeśli rezystancja między dwoma przewodami, które mają być mierzone w oddzielnym obwodzie, jest bardzo niska, dwa przewody można zmostkować wewnętrznie lub zewnętrznie. Należy zauważyć, że mostkowanie dwóch sąsiednich przewodów lub podkładek za pomocą cewki indukcyjnej (na przykład w sieci dopasowującej impedancję lub w obwodzie z filtrem dyskretnym) spowoduje bardzo niskie odczyty rezystancji, ponieważ cewka indukcyjna jest tylko przewodnikiem cewki. Jeśli jednak dwa przewodniki na płytce są daleko od siebie i odczytany opór jest mały, gdzieś na płytce będzie mostek
Testuje płytkę zwarciową względem ziemi
Szczególnie istotne są zwarcia obejmujące przepusty uziemienia lub formacje łączące. Wielowarstwowa płytka drukowana z warstwą wewnętrzną będzie zawierała ścieżkę powrotną przez zespół w pobliżu otworu przelotowego, co zapewnia dogodną lokalizację do sprawdzenia wszystkich innych otworów przelotowych i podkładek w warstwie powierzchniowej płytki. Umieść jedną sondę na przyłączu uziemienia, a drugą sondę dotknij pozostałych przewodów.
To samo połączenie z masą będzie również istniało w innych miejscach na płytce, co oznacza, że jeśli każda sonda zostanie dotknięta dwoma różnymi otworami przelotowymi uziemienia, odczyt będzie mały. Podczas wykonywania tej czynności zwróć uwagę na układ, ponieważ nie chcesz pomylić zwarcia na płytce drukowanej ze wspólnym połączeniem uziemiającym. Wszystkie inne nieuziemione gołe przewody powinny mieć wysoką rezystancję między wspólnym uziemieniem a samym przewodem. Jeśli odczytana wartość jest niska, a między badanym przewodem a masą nie ma cewki indukcyjnej, może dojść do uszkodzenia elementu lub zwarcia na płytce drukowanej.
Elementy zwarciowe PCB
Sprawdzanie zwarć na płytce drukowanej w komponentach obejmuje również pomiar rezystorów za pomocą multimetru. Jeśli kontrola wzrokowa nie wykaże nadmiaru lutowia lub blachy między podkładkami, może dojść do zwarcia płytki drukowanej w wewnętrznej warstwie między podkładkami/stykami w zespole. Może wystąpić zwarcie między podkładkami/stykami w zespole z powodu złego lutowania. Jest to jeden z powodów, dla których PCB powinno przejść kontrolę DFM i zasad projektowania. Bliskie lutowanie i perforacje mogą spowodować przypadkowe zwarcie podczas produkcji.
Tutaj musisz zmierzyć rezystancję między pinami układu scalonego lub złącza. Sąsiednie piny są szczególnie podatne na zwarcia, ale nie są to jedyne miejsca, w których mogą wystąpić zwarcia. Sprawdź, czy rezystancja między elektrodami/stykami jest względna i czy połączenie z masą ma niską rezystancję.
Wąska lokalizacja
Jeśli uważasz, że doszło do zwarcia między dwoma przewodami lub między jednym przewodem a ziemią, możesz zawęzić pozycję, sprawdzając pobliskie przewody. Podłącz jeden przewód multimetru do podejrzanego złącza na płytce drukowanej, przenieś drugi przewód do pobliskiego innego połączenia uziemiającego i sprawdź rezystancję. W miarę zbliżania się do podłoża powinieneś zauważyć zmianę oporu. Jeśli rezystancja wzrośnie, usuwasz przewód uziemiający z pozycji zwarcia na płytce drukowanej. Pomaga to zawęzić dokładną lokalizację zwarcia, nawet do określonej pary padów/pinów na komponencie.
Krok 3: Jak znaleźć wadliwe elementy na płytce drukowanej?
Wadliwy element lub nieprawidłowo zainstalowany element może być częścią zwarcia na płytce drukowanej, które powoduje wiele problemów na płytce drukowanej. Twoje komponenty mogą być wadliwe lub sfałszowane, powodując zwarcie lub zjawisko zwarcia.
Element niekorzystny
Niektóre elementy ulegają zniszczeniu, na przykład kondensatory elektrolityczne. Jeśli masz podejrzane komponenty, najpierw sprawdź te komponenty. Jeśli nie masz pewności, często możesz szybko wyszukać w Google komponenty, co do których podejrzewasz, że „zawodzą”, aby dowiedzieć się, czy jest to częsty problem. Jeśli zmierzysz bardzo niską rezystancję między dwoma padami/pinami (z których żaden nie jest pinem uziemienia ani pinem zasilania), spalony element może spowodować zwarcie płytki drukowanej. Jest to wyraźny sygnał, że kondensator jest uszkodzony. Kondensator wybrzusza się również w przypadku awarii lub przyłożonego napięcia przekraczającego próg przebicia.
Krok 4: Jak przetestować płytkę PCB w sposób niszczący?
Testy niszczące to oczywiście ostateczność. Jeśli możesz użyć urządzenia do obrazowania rentgenowskiego, możesz zbadać wnętrze płytki drukowanej bez jej uszkodzenia.
W przypadku braku urządzeń rentgenowskich można przystąpić do demontażu podzespołów i ponownego przeprowadzenia testów multimetru. Pomaga to na dwa sposoby. Po pierwsze, zapewnia łatwiejszy dostęp do podkładek (w tym podkładek termicznych), które mogą ulec zwarciu. Po drugie, eliminuje możliwość zwarcia wadliwego elementu, pozwalając skupić się na przewodniku. Jeśli spróbujesz zawęzić zwarcie do połączenia na elemencie, na przykład między dwiema podkładkami, może nie być jasne, czy element jest uszkodzony, czy też występuje zwarcie wewnątrz płytki drukowanej. W tym momencie może być konieczne usunięcie komponentu i sprawdzenie podkładki lutowniczej na płycie. Odmontowanie komponentu pozwala sprawdzić, czy sam komponent jest uszkodzony lub czy podkładka lutownicza na płytce nie jest wewnętrznie zmostkowana.
Jeśli lokalizacja płytki zwarciowej (lub prawdopodobnie wielu zwarć) pozostaje nieuchwytna, możesz przeciąć płytkę drukowaną i spróbować zawęzić zwarcie na płytce drukowanej. Jeśli znasz ogólną lokalizację zwarcia, możesz wyciąć fragment płytki drukowanej i powtórzyć test multimetrem na tym odcinku. W tym momencie możesz powtórzyć powyższe testy za pomocą multimetru, aby sprawdzić, czy nie ma zwarć na płytce drukowanej w określonym miejscu. Jeśli dotarłeś do tego punktu, twoje szorty były szczególnie nieuchwytne. Pozwoli to przynajmniej zawęzić płytkę zwarciową do określonego obszaru płytki drukowanej.