檢查 PCB 短路的四個步驟

如何檢查電路中的短路 PCB 在 PCB 設計過程中,您可以採取以下重要步驟來檢查 PCB 中的短路: 1. 2、測試電路板上的電路短路; 3、找到PCB上的故障元件; 4. 破壞性測試PCB。

印刷電路板

步驟1:如何查找PCB中的短路

目視檢查

第一步是仔細查看PCB的整個表面。 如果是這樣,請使用放大鏡或低倍顯微鏡。 尋找焊盤或焊點之間的錫須。 應注意焊料中的任何裂紋或斑點。 檢查所有通孔。 如果指定了未鍍通孔,請確保電路板上是這種情況。 電鍍不良的通孔會導致層間短路,並使所有接地、VCC 或兩者都連接在一起。 如果短路真的很嚴重並導致組件達到臨界溫度,您實際上會在印刷電路板上看到燒斑。 它們可能很小,但變成棕色而不是正常的綠色通量。 如果您有多個電路板,燒毀的 PCB 可以幫助您縮小特定位置,而無需為另一塊電路板供電,以免犧牲搜索範圍。 不幸的是,我們的電路板本身沒有燒傷,只是不走運的手指檢查集成電路是否過熱。 板內會出現一些短路,不會產生燃燒點。 這也意味著它們不會在表層引起注意。 此時,您將需要其他方法來檢測 PCB 中的短路。

紅外成像

使用紅外熱像儀可以幫助您定位產生大量熱量的區域。 如果沒有看到有源元件遠離熱點,即使發生在內層之間,也可能發生 PCB 短路。 短路通常比普通佈線或焊點具有更高的電阻,因為它沒有設計優化的好處(除非您真的想忽略規則檢查)。 這種電阻以及由電源和地之間的直接連接產生的自然高電流意味著 PCB 短路中的導體會發熱。 從您可以使用的低電流開始。 理想情況下,您會在造成更多損壞之前看到短路。

手指測試是一種檢查特定組件是否過熱的方法

第 2 步:如何測試電子板上的短路

除了用可靠的眼睛檢查電路板的第一步之外,還有其他幾種方法可以查找 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,請檢查電路中不同點之間的電阻。 如果目視檢查沒有發現有關短路位置或原因的任何線索,請抓住萬用表並嘗試追踪印刷電路板上的物理位置。 大多數電子論壇對萬用表方法的評價褒貶不一,但跟踪測試點可以幫助您發現問題。 您將需要一個具有毫歐靈敏度的非常好的萬用表,如果它具有蜂鳴器功能以在檢測到短路時提醒您,這是最簡單的。 例如,如果在 PCB 上的相鄰導線或焊盤之間測量電阻,則應測量高電阻。 如果應該在單獨電路中的兩個導體之間測量的電阻非常低,則這兩個導體可能在內部或外部橋接。 請注意,用電感器橋接的兩條相鄰導線或焊盤(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,如果板上的導體相距很遠,並且您讀取的電阻很小,則板上某處會存在電橋。

相對於地面測試

特別重要的是涉及接地孔或接地層的短路。 具有內部接地的多層 PCBS 將包括一條穿過孔附近組件的返迴路徑,為檢查電路板表面層上的所有其他孔和焊盤提供方便的位置。 將一個探針放在接地連接上,並接觸電路板上另一根導體上的另一個探針。 電路板上的其他地方將存在相同的接地連接,這意味著如果每個探頭與兩個不同的接地孔接觸,讀數將很小。 執行此操作時要小心佈局,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導體在公共接地連接和導體本身之間應具有高電阻。 如果讀取的值較低並且相關導體與接地之間沒有電感,則可能是組件損壞或短路的原因。

萬用表探頭可以幫助您找到短路徑,但它們並不總是足夠靈敏,無法找到短路徑。

短路元件

要檢查元件是否短路,可用萬用表測量電阻。如果目視檢查未發現焊盤之間過多的焊料或金屬片,則組件上兩個焊盤/引腳之間的內層可能存在短路。 由於製造不良,組件上的焊盤/引腳之間也可能發生短路。 這是應檢查 PCB 的 DFM 和設計規則的原因之一。 太靠近的焊盤和孔在製造過程中可能會意外橋接或短路。 在這裡,您需要測量 IC 或連接器上的引腳之間的電阻。 相鄰的引腳特別容易發生短路,但這些並不是唯一可能發生短路的地方。 檢查焊盤/引腳之間的電阻是否相對,接地連接是否具有低電阻。

檢查IC上的接地座、連接器和其他引腳之間的電阻。 此處顯示了 USB 連接器。

位置狹窄

如果您認為兩個導體之間或導體與地面之間存在短路,您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不同的接地連接上,然後檢查電阻。 當您進一步移動到接地點時,您應該會看到電阻發生變化。 如果電阻增加,您將接地線從短路位置移開。 這有助於您縮小短路的確切位置,甚至可以縮小到組件上的特定焊盤/引腳對。

第 3 步:如何找到 PCB 上的故障元件

有故障的組件或未正確安裝的組件會導致短路,從而導致電路板上出現許多問題。 您的組件可能有缺陷或偽造,導致短路或短路。

不利因素

一些元件容易劣化,例如電解電容器。 如果您有可疑組件,請先檢查這些組件。 如果有疑問,您可以經常在 Google 上快速搜索疑似“失敗”的組件,以確定這是否是一個常見問題。 如果您測量兩個焊盤/引腳(都不是接地或電源引腳)之間的電阻非常低,則可能會因元件燒毀而短路。 這清楚地表明電容器已損壞。 一旦電容器惡化或施加的電壓超過擊穿閾值,電容器也會膨脹。

看到這個電容器頂部的凸起了嗎? 這表明電容器已損壞。

第 4 步:如何破壞性地測試 PCB

破壞性測試顯然是最後的手段。 如果您可以使用 X 射線成像設備,則可以在不損壞電路板的情況下查看電路板內部。 在沒有 X 射線設備的情況下,您可以開始移除組件並再次運行萬用表測試。 這有兩個方面的幫助。 首先,它使您可以更輕鬆地接觸可能短路的焊盤(包括熱焊盤)。 其次,它消除了導致短路的故障的可能性,讓您專注於導體。 如果您嘗試縮小到組件上短路連接的位置(例如,在兩個焊盤之間),則組件是否有缺陷或是否在電路板內部某處發現短路可能並不明顯。 此時,您可能需要卸下組件並檢查板上的焊盤。 移除組件允許您測試組件本身是否有缺陷或板上的焊盤是否內部橋接。

如果短路(或可能是多個短路)的位置仍然難以捉摸,請切開電路板並嘗試縮小它的範圍。 如果您對一般短路的位置有所了解,請剪下電路板的一部分並在該部分重複萬用表測試。 此時,您可以用萬用表重複上述測試,檢查特定位置是否短路。 如果你已經到了這一點,你的短褲就特別難以捉摸。 這至少可以讓您將短路縮小到電路板的特定區域。