PCB 故障排除-目的和问题目标终极指南

在 PCB 故障排除方面，一小部分制造的 PCB 未能通过质量控制测试是很常见的。所以PCB故障排除通常是挽救它们的唯一方法。因此，PCB 故障排除是 PCB 电子制造的一项关键成本节约措施。

但是，有时，处理故障设备或用新设备替换它可能更容易或更便宜。这引发了许多关于 PCB 故障排除范围的问题。

首先，您在故障排除方面的经验可以决定您可以通过 PCB 故障排除来完成什么。那些接近学习曲线起点的人将最难使用 PCB 故障排除选项。

本文档是 PCB 故障排除的内幕消息，可帮助您轻松完成学习曲线。它揭示了对故障排除范围的洞察，帮助您针对有故障的 PCB 做出正确的决定。

PCB 故障排除

PCB故障排除概述

PBC 设备的质量取决于其分配功能的精确度。但其制造过程中的人工输入可能会产生特洛伊木马。

纯粹的人为错误通常是 PBC 缺陷的根本原因。其中一些错误包括组件焊接错误、使用不适当的电压等。但是，还有许多其他并非人为错误直接导致的缺陷，例如组件退化。

但关于这两组错误的共同点是，这些缺陷中的大多数通常难以破译。在这种情况下，故障排除技术可帮助您发掘洞察力。

PCB 故障排除处理的问题范围

PCB电子设备的操作围绕着电，即电子从一个层流到另一个层。 PCB电子的功能是基于电路板内电压和电流的调节。

使 PCB 电子具有此类监管属性的元素包括电阻器、电容器、电感器和焊接布线。但是，由于电压尖峰和过流洪流造成的损坏会破坏电路板中的电子流动模式。

这种中断导致的大多数缺陷都称为间歇性故障。

确定在特定情况下哪种故障排除技术最有效的因素

层数、大小、组件范围等都会影响所使用的 PBC 故障排除技术的可行性。高度复杂的电路板很可能需要您使用特殊设备进行故障排除。

但是，基本的电气设备将帮助您在大多数情况下成功排除 PBC 故障。这是因为，一般来说，PBC 很容易排除故障。因此，您会发现无需使用高级工具即可轻松排除普通 PBC 的故障。

用于对 PCB 进行故障排除的最动态工具之一是万用表。但是，在高度复杂的情况下，您可能需要使用高级设备，例如逻辑分析仪、示波器和 LCR 表。

这些工具可以深入了解 PCB 的操作行为和映射。

有兴趣了解有关故障排除工具如何揭示 PBC 映射和操作的更多信息吗？下一章会深入探讨。

PCB 映射和故障排除

PCBMapping在PCB故障排除中的重要性

典型的 PCB 板由铜迹线和绝缘体网络组成，它们连接电路板中的组件簇。某些 PCB 比其他 PCB 更容易排除故障的原因之一是 PCB 原理图的可用性。

如果您已经清楚地了解 PCB 的电流、信号和走线，则对 PCB 进行故障排除会更容易。您必须知道哪些电容器对与哪个电阻器进行故障排除。

了解 PCB 中分压器、滤波器和扼流圈的位置也很重要，但如果您不了解 PCB 的配置，最好从连接器开始进行故障排除。

连接器是来自外部环境的错误输入进入 PCB 的接口。这样的错误输入会导致电压尖峰、过电流洪流等。但是，您需要精通 PCB 映射以在不访问电路板原理图的情况下进行故障排除。如果不是，可能需要很长时间才能跟踪 PCB 的配置。

如何绘制 PCB

在不了解 PCB 原理图的情况下开始故障排除的一种方法是使用标准万用表探头。但是，这可能很乏味，因为您需要使用万用表探头测试每个焊点。

然而，一种更自然的追踪 PCB 的方法是使用一块铝。此技术允许您每次在更广泛的区域内搜索 PBC 连接，从而最大限度地减少时间和精力。为此，您需要一个万用表、带有鳄鱼夹的电线、一块铝箔和一把剪线钳。

首先在一端剥去 2 厘米的电线，在另一端剥去 4-5 厘米。将铝箔包裹在电线周围。然后将箔的电缆连接到万用表的电线。将铝箔缠绕在你的一根手指上，然后用那根手指触摸第二根万用表线。

如果您进行 0 欧姆电阻测量，这将有所帮助。但是，如果读数在15-20欧以上，则需要重新进行贴箔操作。

成功完成后，使用万用表的探针一次触摸一个位置的电路​​板。因此，将手指放在箔上并触摸组件的焊接部分。这样您就可以快速覆盖更多区域。当万用表发出哔哔声时，表示您找到了连接组件的轨道。

既然您已经对 PCB 映射有了很多了解，那么您应该准备好学习故障排除步骤了。

如何排除故障

以下是对 PBC 进行故障排除时需要首先采取的一些关键步骤：

外观检查

对电路板进行目视检查，以识别烧毁的组件、裂缝和干接缝。这是在没有电源的情况下进行故障排除的最简单方法之一。

一个好的放大镜是目视检查的重要工具，因为可能会有一些小的物理损坏。

您将在后续章节中了解有关视觉检查的更多信息。

电源的物理检查

如果目视检查没有发现任何重大发现，那么是时候检查电源了。您需要确保集成电路 (IC) 接收到适当电平的电源。

不适当的 IC 电源电平会导致电路板过热或过载。您只需触摸 PBC 的表面和组件即可轻松追踪高压可能造成损坏的位置。

通过触摸电路的各个部分，您还可以改变电路的阻抗。因此，由于这会改变系统的行为，它可以帮助您找出需要额外电容的部分。

您可以使用压缩罐装空气来冷却热点，以测试组件是否正常运行。但是，您在执行此操作时需要采取一些预防措施。

在物理检查期间应采取的一项预防措施是确保每次用一只手触摸 PBC。这可以防止电击到达心脏造成致命的电击。一个好的做法是在触摸带电电路时将一只手放在口袋里。

另一个关键的预防措施是阻断电流的任何潜在接地路径，以防止电击。这些路径包括您的赤脚以及非电阻接地带。

显式组件测试

这是您需要开始使用测试工具的故障排除阶段。首先，您需要测量整个电路板的电源电压。

之后，测量电路各个部分的电压，以识别任何电压不合适的部分。电路图在这个阶段就派上用场了。

既然您知道了对 PBC 进行故障排除的一些必要步骤，您可能想知道最好的步骤是什么。在下一章中找出最佳的 PBC 故障排除步骤。

PCB 故障排除的最佳方法

节点分析

最好的 PCB 故障排除技术是使用节点分析测试组件。这种技术允许您在不给电路板供电的情况下测试 PCB。您只需每次对要测试的特定组件通电即可。目的是测量元件的外加电压和电流响应。

节点分析需要系统地测量特定节点的电压，以将它们与参考节点的电压进行比较。这个参考节点是从板上的各个节点中随机选择的。该技术需要应用 KCL 来确定支路电流项中节点电压之间的差异。

节点电压之间的差异由描述电路操作的方程组确定。弄清楚方程式后，您可以快速确定节点处的当前响应。

由于一个节点用作参考节点，因此将有总共 N-1 个独立方程产生节点电压。然后，您可以将欧姆定律应用于测量的节点电压，以破译电路中的电流。

如何实现节点分析

1. 确定节点的数量，然后选择并标记参考节点。经验法则是选择连接数量最多的元件或电压源或不对称节点的节点。

2. 为节点的每个未知电压分配一个变量。于是将未知电压表示为已知电压。

3. 写下表示二次电源值与节点电压有关的方程式。

4. 通过将节点的流出电流减少到零，为每个节点编写一个 KCL 方程。 KCL 认为流入和流出节点的所有电流的代数和为零。使用 KCL 确定未知变量。

5. 对于两个未知电压之间的电压源，将两个节点合并为一个超节点，并用一个方程表示。

PCB 问题及解决方法

在 PBC 的设计和制造过程中，错误几乎是不可避免的。但是，这些问题是您可以快速解决的常见问题。以下是三个最常见的问题以及如何克服它们的简要说明：

有缺陷的铜边间隙

铜具有优良的导电性能。然而，它通常涂有其他材料，因为它很容易腐蚀和磨损。

但是，在修整过程中，靠近边缘的铜配件上的涂层可能会被刮掉。它会导致 PBC 电子设备出现许多缺陷。这种暴露甚至会导致电

当有人直接接触 PCB 时会感到震惊。

解决这个问题的一个简单方法是确保铜和电路板边缘之间有足够的空间。这个空间被称为铜到边缘或板到边缘的间隙。

小型继电器操作产生的电磁干扰

PBC 在切断大电流时会产生电弧放电，这会导致小型继电器产生电磁干扰。这种干扰会导致 CPU 频繁复位，以及产生错误信号的解码器。

您可以通过增强CPU的抗干扰能力或减少干扰源来解决这个问题。

酸陷阱

在蚀刻过程中，酸会填充 PBC 中的锐角。被困的酸可能会侵蚀电路板并导致缺陷。酸陷阱非常常见，它们通常是 DFM 检查解决的主要错误之一。

PCB 故障排除技巧

外观检查

它是最舒适、最有效的 PCB 故障排除技术之一。它围绕着寻找因部件过热而导致的褐色烧痕。

目视检查还旨在识别不良焊点。良好的焊点通常看起来光滑而有光泽。看起来暗淡的关节可能表明关节干燥。干焊点会导致焊点接触不良，从而改变电路的导电性。

有时，肉眼可能看不到干燥的关节和烧伤痕迹。放大镜可以帮助您识别肉眼无法察觉的损伤。因此，放大镜是必不可少的 PBC 故障排除工具。

比较电路板

这是另一种快速但高效的 PCB 故障排除技术。它需要快速比较有缺陷的电路板和好的电路板。这种比较通常是用万用表检查有缺陷的电路板和第一块电路板的参考点，然后比较得到的值。

离散组件测试

这是最有效的 PCB 故障排除技术之一，因为它需要测试每个组件。这些元件包括电容、电阻、LED、二极管等分立有源元件。

您可以使用万用表或 LCR 表进行此故障排除技术。前面介绍的节点分析方法也是该技术的另一种变体。

目标是识别价值高于其声明的组件值的组件。这种较高的值通常是由于过热、焊接不良或组件中的惰性缺陷造成的。

信号探测

这种技术需要清楚地了解电路，以识别信号测试点并解释结果。信号探测通常涉及使用手持万用表进行电压测试，以及使用示波器进行波形捕获。

在电压测试中，较低的电压电平表明集成电路中有泄漏。波形捕获显示信号如何变化，它为您提供比电压测试更多的信息。

现在您对最广泛使用的 PCB 故障排除技术有了很多了解。但是，您可以利用所有信息实现什么目标？

结论

PCB 故障排除需要注意细节、决心和重点。最有效的故障排除方法和工具取决于 PCB 的复杂程度以及您的经验。

凭借丰富的经验，您无需使用高级工具即可快速排除几乎任何类型的 PCB。但是，如果您缺乏对 PCB 进行故障排除的工具或专业知识，则必须联系该领域的专家，以免造成更大的损害。