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    如何测试PCB上的短路

    发布人:电子资料库 时间:2023-02-01 来源:工程师 发布文章
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    每个工程师都有“最坏情况”的故事,他们幸存下来。在我职业生涯中最糟糕的一周里,我们收到了一批过期的印刷电路板。这些硬件在一个月前就已经安装在客户的电脑上了。我们有点羞愧。

    不用说,这些新电路板的出货有点急。一旦我们给它们通电进行测试,你就能闻到电路板上散发出的臭氧味。其中一个最昂贵的元件被加热得很热,以至于烧坏了一对正在做“触摸测试”的人。我们想,我们没有时间得到一批测试电路板,只是订购了完全填充的PCB板。

    撇开明显的挫败感不谈,一边向老板解释主要硬件故障,一边吮吸烧伤的手指,这是你能遇到的最糟糕的会议之一。你能做的最好的事情就是提出一个计划。如果你曾经在这种情况下,这里是如何成为一个主短路查找电路板。

    如何检查PCB中的短路

    本文中的一些重要步骤可用于定位PCB设计中的短路:

    • 步骤1:如何查找PCB中的短路

    • 步骤2:如何测试电子板上的电路是否短路

      • 步骤3:如何找到PCB上的故障元件

      • 步骤4:如何破坏性测试PCB

    步骤1:如何查找PCB中的短路


    目视检查

    假设您已经过了试验板设计阶段,并且没有内置断路器,那么定位PCB上短路的第一步是仔细观察PCB的整个表面。如果您有一个可用的,请在电路板检查期间使用放大镜或低倍显微镜。从电源开始,向前看,在焊盘之间或焊点. 注意任何焊料或焊点裂纹。检查你所有的通孔。如果您指定了未计划过孔,请确保板上的情况是这样的。镀得不好的通孔会在层间造成短路,让你把所有东西都绑在GND上,VCC,或两者兼而有之。

    如果短的真不好当组件达到临界温度时,你会在印刷电路板上看到烧焦的斑点。他们可以相当小,但将显着变色棕色,而不是正常的绿色焊接掩模。如果你有多块电路板,一块烧坏的印刷电路板可以帮助你缩小具体的位置,而不需要另一块电路板的供电,以便在搜索中牺牲。不幸的是,我们的电路板本身并没有烧焦,只是不走运的手指检查了电路板是否过热。

    一些短路将位于电路板内部,不会产生烧伤点。这也意味着从表层看,它们不会很明显。在这里,您需要一些其他方法来检测PCB中的短路。

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    伯恩斯绝对可以帮你找到一个短,但成本非常高。

    红外成像

    如果你不是在一家刚刚超出硬件预算的初创公司,你可能会幸运地拥有一台红外摄像机。使用红外摄像机可以帮助你找到产生大量热量的区域。如果你没有看到热点远离你的激活元件,那么你可能有一个PCB短路,即使短路是在内部层之间。

    短路通常比正常的跟踪或焊点电阻更高,因为它在设计中没有得到优化的好处(除非你真的不喜欢忽略规则检查)。这种电阻,以及由于电源和接地之间的直接连接而产生的自然高电流,意味着PCB短路中的导体将发热。从最低电流. 理想情况下,你会在空头造成更多伤害之前看到它。

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    手指测试是检查特定部件是否过热的一种方法

    步骤2:如何测试电子板上的电路是否短路

    除了用你信任的眼睛检查电路板的第一步之外,还有一些其他的方法可以检查,以找出电路板短路的潜在原因。

    用数字万用表测试

    要测试电路板是否短路,需要检查电路中不同点之间的电阻。如果目视检查没有发现任何有关短路位置或原因的线索,请拿起万用表,并尝试在印刷电路板. 万用表方法在大多数电子论坛上得到了褒贬不一的评价,但是追踪你的测试点可以帮助你找出什么不是问题所在。

    你需要一个灵敏度为毫欧姆的非常好的万用表,如果它有一个嗡嗡声功能,在你探测短路时提醒你,这是最简单的。例如,如果您测量PCB上相邻记录道或焊盘之间的电阻,则应测量高电阻。

    如果测量到两个导线之间的电阻非常低,而这两个导线应该在单独的电路中,则这两个导线可能是在内部或外部桥接的。请注意,相邻的两个记录道或焊盘与电感器桥接(例如在阻抗匹配网络或离散滤波电路中)将产生非常低的电阻读数,因为电感器只是一个线圈导体。但是,如果两个导体在电路板上相距甚远,并且电阻值很小,那么在电路板的某个地方就有一个电桥。

    接地的测试

    特别重要的是涉及接地过孔或接地平面的短路。具有内部接地层的多层PCB将包括一条通过靠近元件的通孔的回流路径,这为检查电路板表层上的所有其他通孔和焊盘提供了一个方便的位置。将一个探针放在接地连接上,并通过板上的其他导体接触另一个探针。

    同样的接地连接将出现在电路板上的其他位置,这意味着如果您将每个探针接触到两个不同的接地过孔,您将读取非常小的电阻。执行此操作时请注意布局,因为您不希望将短路误认为是公共接地连接。所有其他未接地的外露导线在公共接地连接和导线本身之间的电阻应非常高。如果读取的值很低,并且在相关导体和接地之间没有电感器,则可能是部件损坏或短路。

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    万用表探测可以帮助您追踪短路,但它们并不总是足够灵敏,无法找到它。

    部件短路

    检查有无短路部件还需要使用万用表测量电阻。如果目视检查没有发现焊盘之间有过多的焊料或金属片,则短路可能是在组件上两个焊盘/引脚之间的内层形成的。由于制造不当,组件上的焊盘/销之间也可能发生短路。这是多氯联苯应该接受DFM和设计规则检查的原因之一;在制造过程中,放置得太近的焊盘和通孔可能会在无意中造成桥接和短路。

    在这里,您需要测量IC或连接器上的针脚之间的电阻。相邻的引脚特别容易受到短路的影响,但这并不是形成短路的唯一位置。检查衬垫/针脚之间以及接地连接之间的电阻是否低。检查接地垫与连接器和IC上其他针脚之间的电阻。这里显示的是USB接口。

    缩小位置

    如果您认为在两个导体之间或某个导体与地面之间存在短路,可以通过检查附近的导体来缩小位置。当万用表的一根表笔在可疑的短路连接上时,将另一根表笔移到附近不同的接地连接上并检查电阻。当您移动到更远的接地连接时,您应该会看到电阻的变化。如果电阻增大,则将接地导线从短路位置移开。这有助于缩小短路的确切位置,甚至可以将其缩小到元件上的一对特定的焊盘/管脚。

    步骤3:如何找到PCB上的故障元件

    有故障的元件或安装不正确的元件都可能是短路的一部分,在您的电路板上产生许多问题。您的部件可能有故障或仿制品,形成一个短的或短的外观。

    坏组件

    有些部件有坏掉的倾向,比如电解电容. 如果有可疑部件,请先检查。如果你不确定,你通常可以在google上快速搜索那些你怀疑“失败”的组件,看看这是否是一个常见问题。如果测量到两个电极/针脚之间的电阻非常低(它们都不是接地或电源针脚),则可能是由于元件烧坏而导致短路。这是一个明显的迹象表明电容器坏了。一旦电容器坏了,或者施加的电压超过击穿阈值,电容器也会膨胀。

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    看到电容器顶部的突起了吗?这是电容器坏掉的信号。

    步骤4:如何破坏性测试PCB

    破坏性试验显然是最后手段。如果你能接触到一个X射线成像装置,那么你就可以在不破坏它的情况下检查电路板的内部。

    在没有X光设备的情况下,您可以开始拆卸部件并再次运行万用表测试。这有两个方面的帮助。首先,这会让你更容易接触到热焊盘。第二,它消除了故障部件导致短路的可能性,使您可以将注意力集中在导体上。如果您设法缩小短路的位置,使其与元件上的连接(例如,两个焊盘之间)相连接,则可能不明显该元件是否有缺陷,或电路板内部是否存在短路。此时,您可能需要卸下组件并检查板上的焊盘。移除组件可以测试组件本身是否有缺陷,或者板上的焊盘是否在内部桥接。

    如果空头的位置(或者可能是多个空头)仍然难以捉摸,你可以切开棋盘,尝试缩小空头的位置。如果您知道短路的大致位置,那么您可以从电路板上切下一部分,然后在该部分重复您的万用表测试。此时,可以用万用表重复上述测试,以检查特定位置是否存在短路。如果你已经到了这一步,那么你的空头已经特别难以捉摸了。这至少可以让你把你的短线缩小到PCB的特定区域。

    当我们检查我们的董事会是否有短路,因为我们是一个破产的初创公司,不包括红外线测试,我们能发现的是短板的一半。所以,我们把这块板切成四分之一,测试每个部分。回到万用表,确认大多数区段没有VCC和接地连接在一起。但那四分之一的PCB是一个神秘的小黑洞,我们从来没有接近过空头。我们确实更换了制造商,并在下一轮生产中得到了测试板,而我们的电路板刚好能正常工作。


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    关键词: PCB

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