Πώς να ελέγξετε το βραχυκύκλωμα PCB κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού PCB, μπορείτε να κάνετε τα ακόλουθα σημαντικά βήματα για να ελέγξετε το βραχυκύκλωμα στο PCB: 1. 2. Δοκιμάστε βραχυκύκλωμα στην πλακέτα κυκλώματος. 3. Βρείτε τα ελαττωματικά εξαρτήματα στο PCB. 4. Δοκιμάστε το PCB καταστροφικά.

Βήμα 1: Πώς να βρείτε βραχυκύκλωμα στο PCB

Επιθεωρήστε οπτικά το

Το πρώτο βήμα είναι να εξετάσουμε προσεκτικά ολόκληρη την επιφάνεια του PCB. Εάν ναι, χρησιμοποιήστε μεγεθυντικό φακό ή μικροσκόπιο χαμηλής ισχύος. Αναζητήστε μουστάκια κασσίτερου ανάμεσα σε τακάκια ή αρμούς συγκόλλησης. Πρέπει να σημειώσετε τυχόν ρωγμές ή κηλίδες στη συγκόλληση. Ελέγξτε όλες τις οπές. Εάν έχουν οριστεί μη επιμεταλλωμένες οπές, βεβαιωθείτε ότι αυτό συμβαίνει στην πλακέτα. Η κακή επένδυση των οπών μπορεί να προκαλέσει βραχυκύκλωμα μεταξύ των στρωμάτων και να συνδέσει όλα όσα έχετε γειώσει, VCC ή και τα δύο. Εάν το βραχυκύκλωμα είναι πραγματικά κακό και προκαλεί την επίτευξη της κρίσιμης θερμοκρασίας του εξαρτήματος, θα δείτε πραγματικά σημεία καύσης στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Μπορεί να είναι μικρά, αλλά γίνονται καφέ αντί για την κανονική πράσινη ροή. Εάν έχετε πολλαπλούς πίνακες, ένα καμένο PCB μπορεί να σας βοηθήσει να περιορίσετε μια συγκεκριμένη τοποθεσία χωρίς να χρειαστεί να τροφοδοτήσετε έναν άλλο πίνακα, ώστε να μην θυσιάσετε το εύρος αναζήτησης. Δυστυχώς, δεν υπήρχαν εγκαύματα στην ίδια την πλακέτα μας, απλά άτυχα δάχτυλα που έλεγξαν για να δουν αν το ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΟ κύκλωμα υπερθερμαίνεται. Μερικά βραχυκυκλώματα θα εμφανιστούν μέσα στον πίνακα και δεν θα δημιουργήσουν σημεία καύσης. Αυτό σημαίνει επίσης ότι δεν τραβούν την προσοχή στο επιφανειακό στρώμα. Σε αυτό το σημείο, θα χρειαστείτε άλλες μεθόδους για τον εντοπισμό βραχυκυκλωμάτων στο PCB.

Υπέρυθρη απεικόνιση

Η χρήση θερμικής απεικόνισης υπερύθρων μπορεί να σας βοηθήσει να εντοπίσετε περιοχές που παράγουν πολλή θερμότητα. Εάν το ενεργό συστατικό δεν φαίνεται να απομακρύνεται από το θερμό σημείο, μπορεί να προκύψει βραχυκύκλωμα PCB ακόμη και αν εμφανιστεί μεταξύ των εσωτερικών στρωμάτων. Τα βραχυκυκλώματα έχουν γενικά υψηλότερη αντίσταση από την κανονική καλωδίωση ή συνδέσμους συγκόλλησης επειδή δεν έχει κανένα όφελος από βελτιστοποίηση στο σχεδιασμό (εκτός αν θέλετε πραγματικά να αγνοήσετε τον έλεγχο κανόνων). Αυτή η αντίσταση, καθώς και το φυσικό υψηλό ρεύμα που δημιουργείται από την άμεση σύνδεση μεταξύ της τροφοδοσίας και της γείωσης, σημαίνει ότι ο αγωγός σε ένα βραχυκύκλωμα PCB θερμαίνεται. Ξεκινήστε με ένα χαμηλό ρεύμα που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε. Στην ιδανική περίπτωση, θα δείτε ένα βραχυκύκλωμα πριν κάνετε μεγαλύτερη ζημιά.

Μια δοκιμή δακτύλων είναι ένας τρόπος για να ελέγξετε εάν ένα συγκεκριμένο εξάρτημα υπερθερμαίνεται

Βήμα 2: Πώς μπορώ να δοκιμάσω βραχυκυκλώματα στον ηλεκτρονικό πίνακα

Εκτός από το πρώτο βήμα ελέγχου του πίνακα με αξιόπιστο μάτι, υπάρχουν αρκετοί άλλοι τρόποι με τους οποίους μπορείτε να αναζητήσετε πιθανές αιτίες βραχυκυκλώματος PCB.

Δοκιμή με ψηφιακό πολύμετρο

Για να ελέγξετε την πλακέτα κυκλώματος για βραχυκύκλωμα, ελέγξτε την αντίσταση μεταξύ διαφορετικών σημείων του κυκλώματος. Εάν η οπτική επιθεώρηση δεν αποκαλύψει στοιχεία σχετικά με τη θέση ή την αιτία του βραχυκυκλώματος, πιάστε το πολύμετρο και προσπαθήστε να εντοπίσετε τη φυσική θέση στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Η προσέγγιση του πολύμετρου έχει λάβει ανάμεικτες κριτικές στα περισσότερα φόρουμ ηλεκτρονικών ειδών, αλλά η παρακολούθηση των σημείων δοκιμής μπορεί να σας βοηθήσει να εντοπίσετε προβλήματα. Θα χρειαστείτε ένα πολύ καλό πολύμετρο με ευαισθησία χιλιοστού, το οποίο είναι ευκολότερο εάν έχει μια λειτουργία βομβητή για να σας ειδοποιεί κατά τον εντοπισμό βραχυκυκλωμάτων. Για παράδειγμα, η υψηλή αντίσταση θα πρέπει να μετρηθεί εάν η αντίσταση μετριέται μεταξύ γειτονικών καλωδίων ή μαξιλαριών σε PCB. Εάν η αντίσταση που μετράται μεταξύ δύο αγωγών που πρέπει να βρίσκονται σε ξεχωριστό κύκλωμα είναι πολύ χαμηλή, οι δύο αγωγοί μπορεί να γεφυρωθούν εσωτερικά ή εξωτερικά. Σημειώστε ότι δύο παρακείμενα σύρματα ή μαξιλάρια γεφυρωμένα με έναν επαγωγέα (για παράδειγμα σε δίκτυα αντιστοίχισης σύνθετης αντίστασης ή κυκλώματα διακριτών φίλτρων) θα παράγουν μια ένδειξη πολύ χαμηλής αντίστασης επειδή ο επαγωγέας είναι μόνο ένας αγωγός πηνίου. Ωστόσο, εάν οι αγωγοί στον πίνακα απέχουν πολύ και η αντίσταση που διαβάζετε είναι μικρή, θα υπάρχει μια γέφυρα κάπου στον πίνακα.

Σχετικά με τη δοκιμή εδάφους

Ιδιαίτερη σημασία έχουν βραχυκυκλώματα που περιλαμβάνουν οπές γείωσης ή στρώματα γείωσης. Το PCBS πολλαπλών στρωμάτων με εσωτερική γείωση θα περιλαμβάνει μια διαδρομή επιστροφής μέσω του συγκροτήματος κοντά στην οπή, παρέχοντας μια βολική θέση για την επιθεώρηση όλων των άλλων οπών και τακάκια στο επιφανειακό στρώμα της σανίδας. Τοποθετήστε τον έναν αισθητήρα στη σύνδεση γείωσης και αγγίξτε τον άλλο αισθητήρα στον άλλο αγωγό της πλακέτας. Η ίδια σύνδεση γείωσης θα υπάρχει αλλού στον πίνακα, πράγμα που σημαίνει ότι εάν κάθε καθετήρας έρθει σε επαφή με δύο διαφορετικές οπές γείωσης, η ένδειξη θα είναι μικρή. Να είστε προσεκτικοί με τη διάταξή σας όταν το κάνετε αυτό, γιατί δεν θέλετε να μπερδέψετε ένα βραχυκύκλωμα για μια σύνδεση κοινού εδάφους. Όλοι οι άλλοι μη γειωμένοι γυμνοί αγωγοί πρέπει να έχουν υψηλή αντίσταση μεταξύ της σύνδεσης κοινής γείωσης και του ίδιου του αγωγού. Εάν οι τιμές που διαβάζονται είναι χαμηλές και δεν υπάρχει επαγωγή μεταξύ του εν λόγω αγωγού και της γείωσης, η αιτία μπορεί να είναι βλάβη εξαρτημάτων ή βραχυκύκλωμα.

Οι πολύμετροι ανιχνευτές μπορούν να σας βοηθήσουν να βρείτε σύντομες διαδρομές, αλλά δεν είναι πάντα αρκετά ευαίσθητες για να βρείτε σύντομες διαδρομές.

Εξαρτήματα βραχυκυκλώματος

Για να ελέγξετε εάν το στοιχείο είναι βραχυκυκλωμένο, χρησιμοποιήστε ένα πολύμετρο για να μετρήσετε την αντίσταση.Εάν η οπτική επιθεώρηση δεν αποκαλύψει υπερβολική συγκόλληση ή λαμαρίνα μεταξύ των μαξιλαριών, ενδέχεται να υπάρχει βραχυκύκλωμα στο εσωτερικό στρώμα μεταξύ δύο επιθέσεων/πείρων στο συγκρότημα. Μπορούν επίσης να προκύψουν βραχυκυκλώματα μεταξύ των μαξιλαριών/ακίδων σε συγκροτήματα λόγω κακής κατασκευής. Αυτός είναι ένας από τους λόγους που πρέπει να ελεγχθεί το PCB για DFM και κανόνες σχεδιασμού. Τα μαξιλάρια και οι οπές που είναι πολύ κοντά μεταξύ τους μπορεί να γεφυρωθούν κατά λάθος ή να βραχυκυκλωθούν κατά τη διάρκεια της κατασκευής. Εδώ, πρέπει να μετρήσετε την αντίσταση μεταξύ των ακίδων στο IC ή το βύσμα. Οι παρακείμενες καρφίτσες είναι ιδιαίτερα επιρρεπείς σε βραχυκύκλωμα, αλλά αυτά δεν είναι τα μόνα σημεία όπου μπορεί να συμβεί βραχυκύκλωμα. Βεβαιωθείτε ότι η αντίσταση μεταξύ των μαξιλαριών/ακίδων είναι σχετική μεταξύ τους και ότι η σύνδεση γείωσης έχει χαμηλή αντίσταση.

Ελέγξτε την αντίσταση μεταξύ του καθίσματος γείωσης, του συνδετήρα και άλλων ακίδων στο IC. Η υποδοχή USB εμφανίζεται εδώ.

Στενή τοποθεσία

Εάν πιστεύετε ότι υπάρχει βραχυκύκλωμα μεταξύ δύο αγωγών ή μεταξύ ενός αγωγού και της γείωσης, μπορείτε να περιορίσετε τη θέση ελέγχοντας τους κοντινούς αγωγούς. Συνδέστε το ένα καλώδιο του πολύμετρου στην υποψία σύνδεσης βραχυκυκλώματος, μετακινήστε το άλλο καλώδιο σε διαφορετική σύνδεση γείωσης κοντά και ελέγξτε την αντίσταση. Καθώς προχωράτε πιο μακριά στο σημείο εδάφους, θα πρέπει να δείτε μια αλλαγή στην αντίσταση. Εάν αυξηθεί η αντίσταση, μετακινείτε το καλώδιο γείωσης μακριά από τη θέση βραχυκυκλώματος. Αυτό σας βοηθά να περιορίσετε την ακριβή θέση του βραχυκυκλώματος, ακόμη και σε ένα συγκεκριμένο ζεύγος επιθέσεων/ακίδων στο στοιχείο.

Βήμα 3: Πώς βρίσκω ελαττωματικά εξαρτήματα στο PCB

Ελαττωματικά εξαρτήματα ή ακατάλληλα εγκατεστημένα εξαρτήματα μπορεί να προκαλέσουν βραχυκύκλωμα, το οποίο μπορεί να προκαλέσει πολλά προβλήματα στην πλακέτα. Τα εξαρτήματά σας μπορεί να είναι ελαττωματικά ή πλαστά, προκαλώντας βραχυκυκλώματα ή βραχυκυκλώματα.

Ανεπιθύμητο στοιχείο

Ορισμένα εξαρτήματα είναι ευαίσθητα σε φθορά, όπως οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές. Εάν έχετε ύποπτα στοιχεία, ελέγξτε πρώτα αυτά τα στοιχεία. Εάν έχετε αμφιβολίες, μπορείτε συχνά να κάνετε μια γρήγορη αναζήτηση Google για στοιχεία που είναι ύποπτα για “αποτυχία” για να διαπιστώσετε εάν πρόκειται για ένα κοινό πρόβλημα. Εάν μετράτε πολύ χαμηλή αντίσταση ανάμεσα σε δύο μαξιλάρια/καρφίτσες (κανένα από τα οποία δεν είναι γείωση ή ακίδες), μπορεί να βραχυκυκλώσετε λόγω καμένων εξαρτημάτων. Αυτό είναι μια σαφής ένδειξη ότι ο πυκνωτής έχει σπάσει. Ο πυκνωτής διαστέλλεται επίσης όταν χαλάσει ή η τάση που εφαρμόζεται υπερβαίνει το όριο βλάβης.

Βλέπετε το χτύπημα στην κορυφή αυτού του πυκνωτή; Αυτό δείχνει ότι ο πυκνωτής έχει υποστεί ζημιά.

Βήμα 4: Πώς μπορώ να δοκιμάσω καταστροφικά ένα PCB

Οι καταστροφικές δοκιμές είναι προφανώς η τελευταία λύση. Εάν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια συσκευή απεικόνισης ακτίνων Χ, μπορείτε να κοιτάξετε μέσα στην πλακέτα χωρίς να την καταστρέψετε. Ελλείψει συσκευής ακτίνων Χ, μπορείτε να αρχίσετε να αφαιρείτε εξαρτήματα και να εκτελείτε ξανά δοκιμές πολυμέτρων. Αυτό βοηθά με δύο τρόπους. Πρώτον, σας δίνει ευκολότερη πρόσβαση σε μαξιλάρια (συμπεριλαμβανομένων των θερμικών μαξιλαριών) που ενδέχεται να βραχυκυκλώσουν. Δεύτερον, εξαλείφει την πιθανότητα σφάλματος να προκαλέσει βραχυκύκλωμα, επιτρέποντάς σας να εστιάσετε στον αγωγό. Εάν προσπαθήσετε να περιορίσετε τη θέση όπου το βραχυκύκλωμα είναι συνδεδεμένο στο εξάρτημα (για παράδειγμα, ανάμεσα σε δύο επιθέματα), μπορεί να μην είναι προφανές εάν το εξάρτημα είναι ελαττωματικό ή αν βρεθεί βραχυκύκλωμα κάπου μέσα στην πλακέτα. Σε αυτό το σημείο, ίσως χρειαστεί να αφαιρέσετε το συγκρότημα και να ελέγξετε τα μαξιλάρια στον πίνακα. Η αφαίρεση του συγκροτήματος σας επιτρέπει να ελέγξετε εάν το ίδιο το συγκρότημα είναι ελαττωματικό ή εάν τα τακάκια στον πίνακα είναι εσωτερικά γεφυρωμένα.

Εάν η θέση του βραχυκυκλώματος (ή πιθανώς πολλαπλών βραχυκυκλωμάτων) παραμένει άπιαστη, κόψτε τον πίνακα και προσπαθήστε να τον περιορίσετε. Εάν έχετε κάποια ιδέα για το πού βρίσκεται γενικά ένα βραχυκύκλωμα, κόψτε ένα τμήμα της πλακέτας και επαναλάβετε τη δοκιμή του πολύμετρου σε αυτήν την ενότητα. Σε αυτό το σημείο, μπορείτε να επαναλάβετε τις παραπάνω δοκιμές με ένα πολύμετρο για να ελέγξετε για βραχυκυκλώματα σε συγκεκριμένες θέσεις. Αν έχετε φτάσει σε αυτό το σημείο, τα σορτς σας ήταν ιδιαίτερα άπιαστα. Αυτό θα σας επιτρέψει τουλάχιστον να περιορίσετε το βραχυκύκλωμα σε μια συγκεκριμένη περιοχή του πίνακα.