PCB-probleemoplossing - Ultieme gids over doel en probleemdoel

Bij het oplossen van problemen met PCB's is het gebruikelijk dat een fractie van de gefabriceerde PCB's de kwaliteitscontroletests niet doorstaan. Dus het oplossen van problemen met PCB's is meestal de enige manier om ze te redden. Het oplossen van problemen met PCB's is daarom een ​​cruciale kostenbesparende maatregel voor de fabricage van PCB-elektronica.

Soms kan het echter gemakkelijker of goedkoper zijn om het defecte apparaat weg te gooien of te vervangen door een nieuw apparaat. Dat roept veel vragen op over de reikwijdte van het oplossen van problemen met PCB's.

Om te beginnen kunnen uw ervaringen met het oplossen van problemen bepalen wat u kunt bereiken met het oplossen van problemen met PCB's. Degenen die dicht bij de oorsprong van de leercurve liggen, zullen het het moeilijkst hebben om te werken met de PCB-probleemoplossingsopties.

Dit dossier is een inside scoop voor het oplossen van problemen met PCB's, om u te helpen uw weg door de leercurve te vergemakkelijken. Het onthult inzichten in de reikwijdte van het oplossen van problemen, om u te helpen de juiste beslissingen te nemen over een defecte printplaat.

PCB-probleemoplossing

Overzicht van PCB-probleemoplossing

De kwaliteit van een PBC-apparaat hangt af van de mate van precisie waarmee het zijn functies uitvoert. Maar de menselijke inbreng in de fabricageprocessen kan Trojaanse paarden voortbrengen.

Pure menselijke fouten zijn meestal de hoofdoorzaken van defecten in PBC's. Sommige van deze fouten omvatten componenten die verkeerd zijn gesoldeerd, het gebruik van ongeschikte spanningen, enz. Er zijn echter een aantal andere defecten die geen direct gevolg zijn van menselijke fouten, zoals degradatie van componenten.

Maar wat beide sets fouten gemeen hebben, is dat de meeste van deze defecten meestal moeilijk te ontcijferen zijn. In dergelijke gevallen helpen technieken voor probleemoplossing u om inzichten te verkrijgen.

De reikwijdte van problemen waarmee PCB-probleemoplossing te maken heeft

De werking van PCB-elektronica draait om elektriciteit, de stroom van elektronen van het ene niveau naar het andere. De functies van PCB-elektronica zijn gebaseerd op de regeling van spanning en stromen binnen de printplaat.

De elementen die een PCB-elektronica met dergelijke regulerende attributen doordrenken, omvatten weerstanden, condensatoren, inductoren en gesoldeerde bedrading. Schade als gevolg van spanningspieken en overstroom kan het patroon van de elektronenstroom in het bord echter verstoren.

De meeste defecten die het gevolg zijn van dergelijke storingen staan ​​bekend als intermitterende storingen.

Factoren die bepalen welke techniek voor probleemoplossing het meest effectief is in een bepaald geval

Het aantal lagen, de grootte, het bereik van componenten, enz., beïnvloeden de levensvatbaarheid van een gebruikte PBC-probleemoplossingstechniek. Bij zeer geavanceerde boards moet je waarschijnlijk problemen oplossen met speciale apparatuur.

Met elektrische basisapparatuur kunt u echter meestal met succes problemen met PBC's oplossen. Dat komt omdat PBC's over het algemeen vrij eenvoudig kunnen worden opgelost. U zult het daarom gemakkelijk vinden om problemen met een gemiddelde PBC op te lossen zonder het gebruik van geavanceerde tools.

Een van de meest dynamische tools voor het oplossen van problemen met PCB's is de multimeter. In zeer complexe gevallen moet u echter mogelijk geavanceerde apparatuur gebruiken, zoals een logische analysator, een oscilloscoop en een LCR-meter.

Deze tools ontsluiten inzichten in het operationele gedrag en de mapping van een PCB.

Wilt u meer weten over hoe hulpprogramma's voor probleemoplossing PBC-toewijzing en -bewerkingen onthullen? Het volgende hoofdstuk gaat hier dieper op in.

PCB-toewijzing en probleemoplossing

Het belang van PCBMapping bij het oplossen van problemen met PCB's

Een typische printplaat bestaat uit een netwerk van kopersporen en isolatoren die clusters van componenten in een printplaat verbinden. Een van de redenen waarom sommige PCB's gemakkelijk op te lossen zijn dan andere, is de beschikbaarheid van het PCB-schema.

Het is gemakkelijker om problemen met een PCB op te lossen als u al een duidelijk begrip hebt van de huidige stroom, signalen en sporen. Het is essentieel voor u om te weten welke condensatorparen met welke weerstand moeten worden opgelost.

Het is ook essentieel om de positie van de spanningsdeler, filter en choke in de PCB te begrijpen, maar als u de configuratie van een PCB niet begrijpt, kunt u het beste beginnen met het oplossen van problemen met de connectoren.

De connectoren zijn de interface van waaruit foutieve inputs van de externe omgeving hun weg vinden naar PCB. Dergelijke foutieve invoer kan leiden tot spanningspieken, overstroomstromen en dergelijke. U moet echter goed thuis zijn in het in kaart brengen van een PCB om problemen op te lossen zonder toegang tot de schema's van het bord. Als dat niet het geval is, kan het lang duren om de configuratie van de printplaat te traceren.

Hoe een PCB in kaart te brengen

Een manier om problemen op te lossen zonder de schema's van de printplaat te begrijpen, is door standaard multimetersondes te gebruiken. Dit kan echter vervelend zijn, omdat u elke soldeerverbinding moet testen met de multimeter-sonde.

Een meer natuurlijke manier om de PCB te traceren is door een stuk aluminium te gebruiken. Met deze techniek kunt u per keer naar PBC-verbindingen over een groter gebied zoeken, waardoor tijd en moeite worden geminimaliseerd. Hiervoor heb je een multimeter, draden met krokodillenklemmen, een stuk aluminiumfolie en een draadknipper nodig.

Begin met het strippen van 2 cm van de draad aan het ene uiteinde en 4-5 cm aan het andere uiteinde. Wikkel het stuk aluminiumfolie om de draad. Sluit vervolgens de kabel van de folie aan op de draad van de multimeter. Wikkel de folie om een ​​van je vingers en raak met die vinger de tweede multimeterdraad aan.

Het zou helpen als je een weerstandsmeting van 0 ohm zou krijgen. Als de meetwaarde echter hoger is dan 15-20 ohm, moet u de verijdelingsbewerking opnieuw uitvoeren.

Gebruik na succesvolle voltooiing de sonde van de multimeter om het bord op één locatie tegelijk aan te raken. Plaats daarom uw vinger op de folie en raak het gelaste deel van het geheel aan. Zo kunt u snel meer gebieden bestrijken. Als de multimeter piept, betekent dit dat je een spoor hebt gevonden dat de componenten verbindt.

Nu u veel weet over PCB-mapping, moet u voorbereid zijn om de stappen voor probleemoplossing te leren.

Problemen oplossen

Hier zijn enkele van de cruciale stappen die u eerst moet nemen bij het oplossen van problemen met een PBC:

Visuele inspectie

Voer een visuele inspectie van het bord uit om verbrande componenten, scheuren en droge verbindingen te identificeren. Dit is een van de gemakkelijkste manieren om problemen op te lossen zonder stroom.

Een goed vergrootglas is een cruciaal hulpmiddel voor visuele inspectie, aangezien er wat kleine fysieke schade kan zijn.

In de volgende hoofdstukken leert u meer over visuele inspectie.

Fysieke inspectie van voeding

Als de visuele inspectie geen significante bevindingen oplevert, is het tijd om de voeding te controleren. U moet ervoor zorgen dat de geïntegreerde schakeling (IC) de juiste niveaus van de voeding ontvangt.

Onjuiste stroomtoevoer naar het IC kan oververhitting of overbelasting van het bord veroorzaken. U kunt gemakkelijk traceren waar hoge spanningen schade hebben veroorzaakt door alleen het oppervlak en de componenten van de PBC aan te raken.

Door verschillende delen van het circuit aan te raken, verander je ook de impedantie van het circuit. Dus aangezien dit het gedrag van het systeem verandert, kan het u helpen de onderdelen op te sporen die extra capaciteit nodig hebben.

U kunt perslucht gebruiken om een ​​hotspot te koelen om te testen of het onderdeel correct functioneert. U moet echter enkele voorzorgsmaatregelen nemen terwijl u dit doet.

Een voorzorgsmaatregel die u tijdens fysieke inspectie moet nemen, is ervoor te zorgen dat u de PBC met één hand per keer aanraakt. Dat voorkomt dat elektrische schokken het hart bereiken om dodelijke schokken te veroorzaken. Een goede gewoonte is om één hand in je zak te houden terwijl je een circuit onder spanning aanraakt.

Een andere kritische voorzorgsmaatregel is het blokkeren van elk potentieel pad naar de grond voor de stroom om schokken te voorkomen. Deze paden omvatten uw blote voeten, evenals een aardingsband zonder weerstand.

Expliciete testen van componenten

Dat is de fase van het oplossen van problemen waarbij u testtools moet gaan gebruiken. Eerst moet je de voedingsspanningen in het hele bord meten.

Meet daarna de spanningen op verschillende delen van het circuit om elk onderdeel met ongepaste spanningen te identificeren. Het schakelschema zal in dit stadium van pas komen.

Nu u enkele van de noodzakelijke stappen kent voor het oplossen van problemen met PBC's, wilt u misschien weten wat de beste stap is. Ontdek de beste stappen voor probleemoplossing voor PBC's in het volgende hoofdstuk.

De beste manieren om PCB's op te lossen

Knoopanalyse

De beste techniek voor het oplossen van problemen met PCB's is het testen van de componenten met behulp van knoopanalyse. Met deze techniek kunt u PCB's testen zonder het bord van stroom te voorzien. U hoeft per keer alleen het betreffende onderdeel dat u wilt testen van stroom te voorzien. Het doel is om de aangelegde spanning en de stroomrespons van de component te meten.

Knoopanalyse houdt in dat de spanningen op specifieke knooppunten systematisch worden gemeten om ze te vergelijken met de spanning van een referentieknooppunt. Dit referentieknooppunt wordt willekeurig gekozen uit de verschillende knooppunten op het bord. De techniek houdt in dat de KCL wordt toegepast om het verschil tussen de spanningen van de knooppunten in termen van vertakte stromen te bepalen.

Het verschil tussen de knoopspanningen wordt bepaald door een systeem van vergelijkingen die de werking van het circuit beschrijven. Je kunt snel de huidige respons bij een knoop bepalen als je eenmaal de vergelijking hebt bedacht.

Er zullen in totaal N-1 onafhankelijke vergelijkingen zijn die knooppuntspanningen opleveren, aangezien één knooppunt als referentieknooppunten dient. U kunt dan de wet van Ohm toepassen op de gemeten knooppuntspanningen om de stromen in het circuit te ontcijferen.

Hoe knoopanalyse te implementeren

1. Identificeer het aantal knooppunten, kies en label vervolgens het referentieknooppunt. De vuistregel is om een ​​knooppunt te selecteren dat het meest significante aantal elementen of spanningsbronnen of asymmetrische knooppunten verbindt.

2. Wijs aan elk van de onbekende spanningen van een knooppunt een variabele toe. Dus druk dan de onbekende spanning uit in de bekende spanningen.

3. Schrijf vergelijkingen op die de waarde van secundaire bronnen met betrekking tot knooppuntspanningen uitdrukken.

4. Schrijf voor elk knooppunt een KCL-vergelijking door de uitgaande stroom van het knooppunt tot nul te reduceren. De KCL stelt dat de algebraïsche som van alle stromen die in en uit een knoop vloeien gelijk is aan nul. Gebruik de KCL om de onbekende variabelen te bepalen.

5. Voor spanningsbronnen tussen twee onbekende spanningen, combineert u de twee knooppunten tot een superknooppunt en drukt u dit uit in een enkele vergelijking.

PCB-problemen en hoe ze op te lossen

Fouten zijn bijna onvermijdelijk in de ontwerp- en fabricageprocessen van PBC's. Deze problemen zijn echter veelvoorkomende problemen die u snel kunt oplossen. Hieronder volgt een overzicht van de drie meest voorkomende problemen en hoe u deze kunt oplossen:

Defecte koper-tot-rand speling

Koper heeft uitstekende geleidende eigenschappen. Het is echter meestal bedekt met andere materialen omdat het gemakkelijk onderhevig is aan corrosie en slijtage.

Tijdens het trimmen kan de coating op een koperen fitting die zich dicht bij de rand bevindt echter worden afgeschoren. Het kan leiden tot tal van defecten in de PBC-elektronica. Deze blootstelling kan zelfs leiden tot elektrische

schokken wanneer iemand de printplaat rechtstreeks aanraakt.

Een gemakkelijke manier om dit probleem te omzeilen, is ervoor te zorgen dat er voldoende ruimte is tussen het koper en de randen van het bord. Deze ruimte staat bekend als de speling van koper tot rand of plaat tot rand.

Elektromagnetische interferentie van de werking van de dwergrelais

PBC's produceren boogontladingen bij het snijden van hoge stromen, en dat geeft aanleiding tot dwergrelais die elektromagnetische interferentie produceren. Deze interferentie kan ertoe leiden dat een CPU vaak wordt gereset, evenals decoders die verkeerde signalen produceren.

U kunt dit probleem oplossen door de anti-interferentiemogelijkheden van de CPU te verbeteren of de bron van de interferentie te verminderen.

Zuurvallen

Zuren vullen scherpe hoeken op in een PBC tijdens het etsproces. De ingesloten zuren kunnen de planken aanvreten en defecten veroorzaken. Zuurvangers komen veel voor en zijn meestal een van de belangrijkste fouten die worden verholpen door een DFM-controle.

Technieken voor probleemoplossing voor PCB's

Visuele inspectie

Het is een van de meest comfortabele en meest effectieve technieken voor het oplossen van problemen met PCB's. Het draait om het zoeken naar bruinachtige brandplekken die het gevolg zijn van oververhitte componenten.

Visuele inspectie is ook bedoeld om slechte soldeerverbindingen te identificeren. Een goede soldeerverbinding ziet er meestal glad en glanzend uit. Een dof uitziende voeg kan wijzen op een droge voeg. Een droge verbinding veroorzaakt een zwak contact bij de soldeerverbinding, waardoor de geleiding van het circuit verandert.

Soms zijn de droge gewrichts- en brandplekken onzichtbaar voor het blote oog. Een vergrootglas kan u helpen bij het identificeren van beschadigingen die aan het blote oog ontsnappen. Een vergrootglas is daarom een ​​essentieel hulpmiddel voor het oplossen van problemen met PBC's.

Printplaten vergelijken

Dit is een andere snelle maar zeer effectieve techniek voor het oplossen van problemen met PCB's. Het omvat een snelle vergelijking van defecte printplaten met goede. Deze vergelijking wordt meestal gemaakt door de referentiepunten van zowel de defecte als de eerste printplaat te inspecteren met een multimeter en vervolgens de verkregen waarden te vergelijken.

Discrete componenten testen

Dat is een van de meest effectieve technieken voor het oplossen van problemen met PCB's, omdat elk onderdeel moet worden getest. Deze componenten omvatten de condensator, weerstand, LED, diode en andere discrete actieve componenten.

U kunt een multimeter of LCR-meter gebruiken voor deze probleemoplossingstechniek. De eerder geschetste knoopanalysemethode is ook een andere variatie op deze techniek.

Het doel is om componenten te identificeren met waarden die hoger zijn dan hun opgegeven componentwaarde. Dergelijke hogere waarden treden meestal op als gevolg van oververhitting, slecht solderen of een inert defect in het onderdeel.

Signaalmeting

Deze techniek vereist een duidelijk begrip van het circuit om het signaaltestpunt te identificeren en de resultaten te interpreteren. Signaalmeting omvat meestal spanningstests met behulp van een draagbare multimeter, evenals golfvormregistratie met behulp van een oscilloscoop.

Bij de spanningstest duidt een lager spanningsniveau op lekkage in de geïntegreerde schakeling. Golfvormregistratie, die laat zien hoe signalen veranderen, biedt u meer informatie dan de spanningstest.

Nu weet u heel veel over de meest gebruikte technieken voor het oplossen van problemen met PCB's. Wat kun je echter bereiken met alle informatie?

Conclusie

Het oplossen van problemen met PCB's vereist aandacht voor detail, vastberadenheid en focus. De meest effectieve methode en tools voor het oplossen van problemen zijn afhankelijk van de complexiteit van de PCB en uw ervaring.

Met een brede ervaring kunt u snel problemen met bijna elk type PCB oplossen zonder geavanceerde tools te gebruiken. Als u echter niet over de tools of expertise beschikt om problemen met een PCB op te lossen, is het essentieel om contact op te nemen met experts in het veld om niet meer schade te veroorzaken.