Первым делом необходимо проанализировать всю поверхность печатной платы.
В таком случае воспользуйтесь лупой или микроскопом с низким увеличением. Следует обратить внимание на трещины или пятна на любом паяном соединении. Оцените все отверстия. Если указаны сквозные отверстия без гальванического покрытия, убедитесь, что на плате действительно так и есть. Некачественное покрытие сквозных отверстий может привести к короткому замыканию между слоями и вызвать замыкание на массу, VCC или на оба одновременно.
Если короткое замыкание действительно серьезное и приводит к тому, что деталь нагревается до критической температуры, на печатной плате можно заметить следы перегорания. Они могут быть небольшими, но будут иметь коричневый цвет, а не характерный для припоя зеленый. Если у вас есть несколько плат, перегоревшая Сборка печатных плат поможет вам сузить область поиска до конкретного места, не запуская очередной плату и не теряя при этом зону поиска. К сожалению, на печатной плате не было следов перегорания — просто я, по несчастью, прикоснулся ладонью, чтобы проверить, не перегревается ли микросхема.
Некоторые короткие замыкания возникают внутри печатной платы и не оставляют следов перегорания. Это также означает, что их невозможно обнаружить с поверхности. В таком случае для выявления коротких замыканий на печатной плате потребуются другие методы.
Работа с инфракрасным термографом поможет вам обнаружить участки, которые выделяют значительное количество тепла.
Даже если активный элемент не виден с «горячей» стороны, на печатной плате может произойти короткое замыкание, даже если оно возникнет между внутренними слоями.
Короткие замыкания, как правило, имеют большее сопротивление, чем обычные провода или прокладки, поскольку при их размещении не используются преимущества оптимизации (если, конечно, вы не хотите полностью игнорировать проверку на соблюдение правил). Это сопротивление в сочетании с естественно высоким током, возникающим в результате прямого соединения источника питания с заземлением, приводит к нагреву участка печатной платы, где произошло короткое замыкание. Начните с минимального тока, который вы можете использовать. В идеале вы должны обнаружить короткое замыкание и нанести больше ущерба.
Помимо самого первого этапа — визуальной оценки печатной платы опытным специалистом — существует множество различных методов, с помощью которых можно выявить возможную причину короткого замыкания на печатной плате.
Другие методы выявления коротких замыканий на печатных платах
Чтобы проверить, есть ли на печатной плате короткое замыкание, необходимо обратить внимание на резисторы между различными контактными площадками. Если визуальный осмотр не даёт никаких подсказок относительно места или причины короткого замыкания, возьмите миллиметровую линейку и попытайтесь определить его физическое расположение на печатной плате. Метод с использованием миллиметровой линейки получил неоднозначные отзывы на большинстве форумов по электронике, однако отслеживание контрольных точек может помочь вам определить, в чём заключается проблема.
Вам понадобится высококачественный миллиомметр с высокой чувствительностью, который будет проще всего использовать, если он оснащён звуковым сигналом, оповещающим об обнаружении короткого замыкания. Например, при измерении сопротивления между соседними проводами или контактными площадками на печатной плате необходимо измерить сопротивления с высокими значениями.
Если сопротивление между двумя проводниками, которые необходимо измерить в другой цепи, достаточно мало, эти два проводника могут быть соединены либо внешне, либо внутренне. Обратите внимание, что соединение двух соседних контактных площадок или проводов с помощью индуктора (например, в сети согласования импеданса или другой фильтрующей цепи) может привести к очень низким показаниям сопротивления, поскольку индуктор представляет собой просто спиральный проводник. Однако если два проводника на плате расположены далеко друг от друга, а измеряемое сопротивление невелико, то где-то на плате будет образован мост.
Особое значение имеют короткие замыкания между сквозными отверстиями в нижнем слое или соединительными элементами. Многослойная печатная плата с внутренним слоем содержит обратный путь, проходящий через соединительную точку рядом со сквозным отверстием, что предоставляет удобное место для проверки остальных сквозных отверстий и контактных площадок на поверхности платы. Поместите один щуп на соединение на нижнем слое, а другой — на противоположные проводники.
Точно такое же соединение с землей будет присутствовать и в других местах на плате, а это означает, что если каждый щуп прикоснуться к двум разным сквозным отверстиям, показания сканера, скорее всего, будут незначительными. При этом внимательно изучайте схему, так как не следует путать короткое замыкание с общим соединением с землей. Остальные незаземлённые оголенные проводники будут иметь более высокое сопротивление между общим заземлением и самим проводником. Если показание прибора низкое и между рассматриваемыми проводниками и заземлением отсутствует индуктивность, то деталь, возможно, повреждена или находится в состоянии короткого замыкания.
Проверка деталей на наличие коротких замыканий также включает измерение сопротивления резисторов с точностью до миллиметра. Если при визуальном осмотре не обнаружено излишков припоя или металлического листа между контактными площадками, то внутри слоя может образоваться короткое замыкание, затрагивающее контактные площадки/выводы на стыке. Короткое замыкание, затрагивающее контактные площадки/выводы на печатной плате, может возникнуть в результате некачественной пайки. Это лишь одна из причин Сборка печатных плат должны пройти проверку на технологичность (DFM) и проверку на соответствие правилам проектирования. Близко расположенные паяные соединения и перфорации могут привести к непреднамеренному короткому замыканию в процессе производства.
В данном случае необходимо измерить сопротивление между контактами микросхемы или разъема. Соседние контакты особенно подвержены коротким замыканиям, однако это не единственные места, где могут возникать короткие замыкания. Убедитесь, что сопротивления между контактными площадками/контактами находятся в пределах допустимых значений относительно друг друга, а сопротивление заземления минимально.