Η διεξαγωγή αντιμετώπισης προβλημάτων και επισκευών σε PCB μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των κυκλωμάτων.Εάν παρουσιαστεί ελαττωματικό PCB κατά τη διαδικασία συναρμολόγησης PCB, η πλακέτα PCB μπορεί να επισκευαστεί με βάση τη φύση της δυσλειτουργίας.Ακολουθούν ορισμένες μέθοδοι αντιμετώπισης προβλημάτων και επισκευής PCB.
1. Πώς να εκτελέσετε ποιοτικό έλεγχο στο PCB κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής;
Συνήθως, τα εργοστάσια PCB διαθέτουν εξειδικευμένο εξοπλισμό και βασικές διαδικασίες που επιτρέπουν τον ποιοτικό έλεγχο των PCB καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής.
1.1.Επιθεώρηση AOI
Η επιθεώρηση AOI σαρώνει αυτόματα για εξαρτήματα που λείπουν, λανθασμένες τοποθετήσεις εξαρτημάτων και άλλα ελαττώματα στο PCB.Ο εξοπλισμός AOI χρησιμοποιεί κάμερες για τη λήψη πολλαπλών εικόνων του PCB και τις συγκρίνει με πίνακες αναφοράς.Όταν εντοπιστεί αναντιστοιχία, μπορεί να υποδεικνύει πιθανά σφάλματα.
1.2.Δοκιμή Flying Probe
Η δοκιμή ιπτάμενου καθετήρα χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό βραχυκυκλωμάτων και ανοιχτών κυκλωμάτων, λανθασμένων εξαρτημάτων (δίοδοι και τρανζίστορ) και ελαττωμάτων στην προστασία της διόδου.Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες μέθοδοι επισκευής PCB για τη διόρθωση σφαλμάτων βραχυκυκλώματος και εξαρτημάτων.
1.3.Δοκιμή FCT
Το FCT (Functional Test) εστιάζει κυρίως στη λειτουργική δοκιμή των PCB.Οι παράμετροι δοκιμής παρέχονται συνήθως από μηχανικούς και μπορεί να περιλαμβάνουν απλές δοκιμές διακόπτη.Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να απαιτούνται εξειδικευμένο λογισμικό και ακριβή πρωτόκολλα.Η λειτουργική δοκιμή εξετάζει άμεσα τη λειτουργικότητα του PCB υπό πραγματικές περιβαλλοντικές συνθήκες.
2. Τυπικές αιτίες βλάβης PCB
Η κατανόηση των αιτιών των αστοχιών PCB μπορεί να σας βοηθήσει να εντοπίσετε γρήγορα τα σφάλματα PCB.Εδώ είναι μερικά κοινά λάθη:
Βλάβες εξαρτημάτων: Η αντικατάσταση ελαττωματικών εξαρτημάτων μπορεί να επιτρέψει στο κύκλωμα να λειτουργήσει σωστά.
Υπερθέρμανση: Χωρίς σωστή διαχείριση θερμότητας, ορισμένα εξαρτήματα ενδέχεται να καούν.
Σωματική βλάβη: Αυτό προκαλείται κυρίως από σκληρό χειρισμό,
που οδηγεί σε ρωγμές σε εξαρτήματα, αρμούς συγκόλλησης, στρώματα μάσκας συγκόλλησης, ίχνη και τακάκια.
Μόλυνση: Εάν το PCB εκτεθεί σε αντίξοες συνθήκες, ενδέχεται να υποστούν διάβρωση ίχνη και άλλα εξαρτήματα χαλκού.
3. Πώς να αντιμετωπίσετε σφάλματα PCB;
Οι παρακάτω λίστες είναι 8 μέθοδοι:
3-1.Κατανοήστε το σχηματικό κύκλωμα
Υπάρχουν πολλά εξαρτήματα στο PCB, διασυνδεδεμένα μέσω χάλκινων ιχνών.Περιλαμβάνει τροφοδοτικό, γείωση και διάφορα σήματα.Επιπλέον, υπάρχουν πολλά κυκλώματα, όπως φίλτρα, πυκνωτές αποσύνδεσης και επαγωγείς.Η κατανόηση αυτών είναι ζωτικής σημασίας για την επισκευή PCB.
Η γνώση του τρόπου εντοπισμού της τρέχουσας διαδρομής και απομόνωσης ελαττωματικών τμημάτων βασίζεται στην κατανόηση του σχηματικού κυκλώματος.Εάν το σχηματικό δεν είναι διαθέσιμο, μπορεί να χρειαστεί να αναθεωρήσετε το σχηματικό με βάση τη διάταξη PCB.
3-2.Οπτική επιθεώρηση
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η υπερθέρμανση είναι μία από τις κύριες αιτίες σφαλμάτων PCB.Οποιαδήποτε καμένα εξαρτήματα, ίχνη ή σύνδεσμοι συγκόλλησης μπορούν εύκολα να αναγνωριστούν οπτικά όταν δεν υπάρχει είσοδος ρεύματος.Μερικά παραδείγματα ελαττωμάτων περιλαμβάνουν:
- Εξαρτήματα που διογκώνονται/επικαλύπτονται/ λείπουν
- Αποχρωματισμένα ίχνη
- Ενώσεις ψυχρής συγκόλλησης
- Υπερβολική συγκόλληση
- Επιτύμβια εξαρτήματα
- Ανυψωμένα/λείπουν τακάκια
- Ρωγμές στο PCB
Όλα αυτά μπορούν να παρατηρηθούν μέσω οπτικής επιθεώρησης.
3-3.Συγκρίνετε με ένα πανομοιότυπο PCB
Εάν έχετε ένα άλλο πανομοιότυπο PCB με το ένα να λειτουργεί σωστά και το άλλο ελαττωματικό, γίνεται πολύ πιο εύκολο.Μπορείτε να συγκρίνετε οπτικά εξαρτήματα, λανθασμένες ευθυγραμμίσεις και ελαττώματα σε ίχνη ή vias.Επιπλέον, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα πολύμετρο για να ελέγξετε τις ενδείξεις εισόδου και εξόδου και των δύο πλακών.Παρόμοιες τιμές πρέπει να ληφθούν καθώς τα δύο PCB είναι πανομοιότυπα.
3-4.Απομόνωση ελαττωματικών εξαρτημάτων
Όταν η οπτική επιθεώρηση δεν είναι επαρκής, μπορείτε να βασιστείτε σε εργαλεία όπως ένα πολύμετρο ή έναν μετρητή LCR.Ελέγξτε κάθε στοιχείο ξεχωριστά με βάση τα φύλλα δεδομένων και τις απαιτήσεις σχεδιασμού.Παραδείγματα περιλαμβάνουν αντιστάσεις, πυκνωτές, επαγωγείς, διόδους, τρανζίστορ και LED.
Για παράδειγμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη ρύθμιση της διόδου σε ένα πολύμετρο για να ελέγξετε τις διόδους και τα τρανζίστορ.Οι σύνδεσμοι βάσης-συλλέκτη και βάσης-εκπομπού λειτουργούν ως δίοδοι.Για απλά σχέδια πλακέτας κυκλώματος, μπορείτε να ελέγξετε για ανοιχτά και βραχυκυκλώματα σε όλες τις συνδέσεις.Απλώς ρυθμίστε τον μετρητή σε λειτουργία αντίστασης ή συνέχειας και προχωρήστε στη δοκιμή κάθε σύνδεσης.
Κατά τη διεξαγωγή των ελέγχων, εάν οι μετρήσεις είναι εντός των προδιαγραφών, θεωρείται ότι το εξάρτημα λειτουργεί σωστά.Εάν οι ενδείξεις είναι μη φυσιολογικές ή υψηλότερες από τις αναμενόμενες, ενδέχεται να υπάρχουν προβλήματα με το εξάρτημα ή τις συνδέσεις συγκόλλησης.Η κατανόηση της αναμενόμενης τάσης στα σημεία δοκιμής μπορεί να βοηθήσει στην ανάλυση κυκλώματος.
Μια άλλη μέθοδος για την αξιολόγηση των συστατικών είναι μέσω της κομβικής ανάλυσης.Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει την εφαρμογή τάσης στα επιλεγμένα εξαρτήματα, ενώ δεν τροφοδοτεί ολόκληρο το κύκλωμα και μετράει τις αποκρίσεις τάσης (V-response).Προσδιορίστε όλους τους κόμβους και επιλέξτε την αναφορά που συνδέεται με σημαντικά εξαρτήματα ή πηγές ενέργειας.Χρησιμοποιήστε τον νόμο περί ρεύματος του Kirchhoff (KCL) για να υπολογίσετε τις άγνωστες τάσεις κόμβου (μεταβλητές) και να επαληθεύσετε εάν αυτές οι τιμές ταιριάζουν με τις αναμενόμενες.Εάν υπάρχουν προβλήματα που παρατηρούνται σε έναν συγκεκριμένο κόμβο, υποδηλώνει σφάλμα σε αυτόν τον κόμβο.
3-5.Δοκιμή Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων
Η δοκιμή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων μπορεί να είναι ένα σημαντικό έργο λόγω της πολυπλοκότητάς τους.Ακολουθούν ορισμένες δοκιμές που μπορούν να γίνουν:
- Προσδιορίστε όλα τα σημάδια και δοκιμάστε το IC χρησιμοποιώντας έναν λογικό αναλυτή ή έναν παλμογράφο.
- Ελέγξτε εάν το IC είναι σωστά προσανατολισμένο.
- Βεβαιωθείτε ότι όλοι οι σύνδεσμοι συγκόλλησης που είναι συνδεδεμένοι στο IC είναι σε καλή κατάσταση.
- Αξιολογήστε την κατάσταση τυχόν ψυκτών ή θερμικών μαξιλαριών που είναι συνδεδεμένα στο IC για να διασφαλίσετε τη σωστή απαγωγή θερμότητας.
3-6.Δοκιμή τροφοδοτικού
Για την αντιμετώπιση προβλημάτων τροφοδοσίας, είναι απαραίτητο να μετρήσετε τις τάσεις των σιδηροτροχιών.Οι ενδείξεις σε ένα βολτόμετρο μπορεί να αντικατοπτρίζουν τις τιμές εισόδου και εξόδου των εξαρτημάτων.Οι αλλαγές στην τάση μπορεί να υποδεικνύουν πιθανά προβλήματα κυκλώματος.Για παράδειγμα, μια ένδειξη 0V σε μια ράγα μπορεί να υποδεικνύει βραχυκύκλωμα στην παροχή ρεύματος, που οδηγεί σε υπερθέρμανση των εξαρτημάτων.Με τη διεξαγωγή δοκιμών ακεραιότητας ισχύος και τη σύγκριση των αναμενόμενων τιμών με τις πραγματικές μετρήσεις, τα προβληματικά τροφοδοτικά μπορούν να απομονωθούν.
3-7.Προσδιορισμός Hotspot Circuit
Όταν δεν μπορούν να εντοπιστούν οπτικά ελαττώματα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί φυσική επιθεώρηση μέσω ψεκασμού ισχύος για την αξιολόγηση του κυκλώματος.Οι λανθασμένες συνδέσεις μπορούν να δημιουργήσουν θερμότητα, η οποία μπορεί να γίνει αισθητή με την τοποθέτηση ενός χεριού στην πλακέτα κυκλώματος.Μια άλλη επιλογή είναι η χρήση κάμερας θερμικής απεικόνισης, η οποία συχνά προτιμάται για κυκλώματα χαμηλής τάσης.Πρέπει να λαμβάνονται τα απαραίτητα μέτρα ασφαλείας για την αποφυγή ηλεκτρολογικών ατυχημάτων.
Μια μέθοδος είναι να διασφαλίσετε ότι χρησιμοποιείτε μόνο ένα χέρι για δοκιμές.Εάν εντοπιστεί ένα hot spot, πρέπει να κρυώσει και, στη συνέχεια, θα πρέπει να ελεγχθούν όλα τα σημεία σύνδεσης για να προσδιοριστεί πού βρίσκεται το πρόβλημα.
3-8.Αντιμετώπιση προβλημάτων με τεχνικές ανίχνευσης σήματος
Για να χρησιμοποιήσετε αυτήν την τεχνική, είναι σημαντικό να κατανοήσετε τις αναμενόμενες τιμές και τις κυματομορφές στα σημεία δοκιμής.Η δοκιμή τάσης μπορεί να πραγματοποιηθεί σε διάφορα σημεία χρησιμοποιώντας ένα πολύμετρο, παλμογράφο ή οποιαδήποτε συσκευή σύλληψης κυματομορφής.Η ανάλυση των αποτελεσμάτων μπορεί να βοηθήσει στην απομόνωση σφαλμάτων.
4. Εργαλεία που χρειάζονται για την επισκευή PCB
Πριν πραγματοποιήσετε οποιαδήποτε επισκευή, είναι απαραίτητο να συγκεντρώσετε τα απαραίτητα εργαλεία για την εργασία, όπως λέει η παροιμία, «Ένα αμβλύ μαχαίρι δεν κόβει ξύλο».
● Ένα τραπέζι εργασίας εξοπλισμένο με γείωση ESD, πρίζες και φωτισμό είναι απαραίτητο.
● Για τον περιορισμό των θερμικών κραδασμών, ενδέχεται να απαιτηθούν θερμαντήρες υπερύθρων ή προθερμαντήρες για την προθέρμανση της πλακέτας κυκλώματος.
● Απαιτείται ένα σύστημα γεώτρησης ακριβείας για το άνοιγμα σχισμών και οπών κατά τη διαδικασία επισκευής.Αυτό το σύστημα επιτρέπει τον έλεγχο της διαμέτρου και του βάθους των υποδοχών.
● Ένα καλό κολλητήρι είναι απαραίτητο για τη συγκόλληση για να διασφαλιστούν οι σωστές συγκολλήσεις.
● Επιπλέον, ενδέχεται να απαιτείται και ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση.
● Εάν το στρώμα της μάσκας συγκόλλησης είναι κατεστραμμένο, θα πρέπει να επισκευαστεί.Σε τέτοιες περιπτώσεις, προτιμάται ένα στρώμα εποξειδικής ρητίνης.
5. Προφυλάξεις ασφαλείας κατά την επισκευή PCB
Είναι σημαντικό να λαμβάνετε προληπτικά μέτρα για την αποφυγή ατυχημάτων ασφαλείας κατά τη διαδικασία επισκευής.
● Προστατευτικός εξοπλισμός: Όταν αντιμετωπίζετε υψηλές θερμοκρασίες ή υψηλή ισχύ, είναι απαραίτητο να φοράτε προστατευτικό εξοπλισμό.Πρέπει να φοράτε γυαλιά και γάντια ασφαλείας κατά τη διάρκεια των διαδικασιών συγκόλλησης και διάτρησης, για προστασία από πιθανούς χημικούς κινδύνους.
Φορώντας γάντια κατά την επισκευή PCB.
● Ηλεκτροστατική εκφόρτιση (ESD): Για να αποφύγετε ηλεκτροπληξία που προκαλείται από ESD, βεβαιωθείτε ότι έχετε αποσυνδέσει την πηγή ρεύματος και αποφορτίζετε τυχόν υπολειπόμενο ηλεκτρικό ρεύμα.Μπορείτε επίσης να φοράτε βραχιολάκια γείωσης ή να χρησιμοποιήσετε αντιστατικά χαλάκια για να ελαχιστοποιήσετε περαιτέρω τον κίνδυνο ESD.
6. Πώς να επισκευάσετε ένα PCB;
Τα κοινά σφάλματα σε ένα PCB συχνά περιλαμβάνουν ελαττώματα σε ίχνη, εξαρτήματα και τακάκια συγκόλλησης.
6-1.Επισκευή κατεστραμμένων ιχνών
Για να επιδιορθώσετε σπασμένα ή κατεστραμμένα ίχνη σε ένα PCB, χρησιμοποιήστε ένα αιχμηρό αντικείμενο για να αποκαλύψετε την επιφάνεια του αρχικού ίχνους και αφαιρέστε τη μάσκα συγκόλλησης.Καθαρίστε την επιφάνεια του χαλκού με ένα διαλύτη για να αφαιρέσετε τυχόν υπολείμματα, βοηθώντας στην επίτευξη καλύτερης ηλεκτρικής συνέχειας.
Εναλλακτικά, μπορείτε να κολλήσετε καλώδια βραχυκυκλωτήρα για να επιδιορθώσετε τα ίχνη.Βεβαιωθείτε ότι η διάμετρος του σύρματος ταιριάζει με το πλάτος του ίχνους για σωστή αγωγιμότητα.
6-2.Αντικατάσταση ελαττωματικών εξαρτημάτων
Αντικατάσταση κατεστραμμένων εξαρτημάτων
Για να αφαιρέσετε ελαττωματικά εξαρτήματα ή υπερβολική συγκόλληση από τους αρμούς συγκόλλησης, είναι απαραίτητο να λιώσετε τη συγκόλληση, αλλά πρέπει να δίνεται προσοχή για να αποφευχθεί η δημιουργία θερμικής καταπόνησης στη γύρω περιοχή.Ακολουθήστε τα παρακάτω βήματα για να αντικαταστήσετε εξαρτήματα στο κύκλωμα:
● Ζεστάνετε γρήγορα τους αρμούς συγκόλλησης χρησιμοποιώντας συγκολλητικό σίδερο ή εργαλείο αποκόλλησης.
● Μόλις λιώσει η συγκόλληση, χρησιμοποιήστε μια αντλία αποκόλλησης για να αφαιρέσετε το υγρό.
● Αφού αφαιρέσετε όλες τις συνδέσεις, το εξάρτημα θα αποσπαστεί.
● Στη συνέχεια, συναρμολογήστε το νέο εξάρτημα και κολλήστε το στη θέση του.
● Κόψτε το πλεονάζον μήκος των καλωδίων των εξαρτημάτων χρησιμοποιώντας συρματοκόπτες.
● Βεβαιωθείτε ότι οι ακροδέκτες είναι συνδεδεμένοι σύμφωνα με την απαιτούμενη πολικότητα.
6-3.Επισκευή κατεστραμμένων μαξιλαριών συγκόλλησης
Με την πάροδο του χρόνου, τα μαξιλαράκια συγκόλλησης σε ένα PCB μπορεί να σηκωθούν, να διαβρωθούν ή να σπάσουν.Ακολουθούν οι μέθοδοι για την επισκευή κατεστραμμένων μαξιλαριών συγκόλλησης:
Ανυψωμένα μαξιλαράκια συγκόλλησης: Καθαρίστε την περιοχή με ένα διαλυτικό χρησιμοποιώντας μια μπατονέτα.Για να κολλήσετε το επίθεμα στη θέση του, εφαρμόστε αγώγιμη εποξειδική ρητίνη στο μαξιλάρι συγκόλλησης και πιέστε το προς τα κάτω, επιτρέποντας στην εποξειδική ρητίνη να σκληρύνει πριν συνεχίσετε τη διαδικασία συγκόλλησης.
Κατεστραμμένα ή μολυσμένα τακάκια συγκόλλησης: Αφαιρέστε ή κόψτε το κατεστραμμένο μαξιλαράκι συγκόλλησης, αποκαλύπτοντας το συνδεδεμένο ίχνος ξύνοντας τη μάσκα συγκόλλησης γύρω από το υπόθεμα.Καθαρίστε την περιοχή με ένα διαλύτη χρησιμοποιώντας μια μπατονέτα.Στο νέο μαξιλαράκι συγκόλλησης (που συνδέεται με το ίχνος), εφαρμόστε ένα στρώμα αγώγιμης εποξειδικής ρητίνης και στερεώστε το στη θέση του.Στη συνέχεια, προσθέστε εποξειδική ρητίνη μεταξύ του ίχνους και του μαξιλαριού συγκόλλησης.Πολυμερίστε το πριν προχωρήσετε στη διαδικασία συγκόλλησης.
Shenzhen ANKE PCB Co., LTD
2023-7-20
Ώρα δημοσίευσης: 21 Ιουλίου 2023
