捷创分享:在 PCBA 打样过程中,短路故障是较为常见且棘手的问题,它会严重影响产品的性能与功能,导致产品无法正常工作。因此,掌握高效的短路故障排查方法与窍门,对于保障 PCBA 打样质量、缩短研发周期具有重要意义。今天捷创小编特意整理了相关内容,希望看完后能够帮助到您!
首先,通过肉眼或借助放大镜、显微镜等工具,仔细观察 PCBA 板上的焊点和元器件引脚。短路故障常表现为焊点间有多余的焊料连接,形成桥接。例如,在密集的贴片电阻、电容区域,焊点间距较小,容易因焊料过多而出现短路。对于插件式元器件,要检查引脚是否有弯曲后与相邻引脚或线路接触的情况。若发现引脚弯曲,需谨慎判断其是否引发了短路。同时,观察焊点是否饱满、光滑,若焊点表面粗糙、有凸起或异常的焊料堆积,也可能是短路的迹象。
沿着 PCB 板的线路走向,查看线路是否有划伤、断裂或短路的痕迹。线路短路可能是由于 PCB 板在制造过程中,蚀刻工艺不当,导致线路间残留有铜箔连接;或者在后续的插件、焊接过程中,因外力作用使线路受损,造成短路。对于多层 PCB 板,虽然无法直接观察到内层线路,但可以通过观察外层线路与内层线路连接的过孔处,是否有异常的铜箔溢出或短路现象,来间接判断内层线路是否存在问题。
对 PCBA 板上的元器件进行全面外观检查。有些元器件可能因质量问题或在加工过程中受到损坏,导致内部短路。例如,电容可能出现鼓包、漏液现象,这可能意味着电容内部已经短路;二极管、三极管等半导体器件,若其外壳有破裂、烧焦痕迹,也需怀疑其内部短路。对于集成电路芯片,要检查引脚是否有变形、氧化或与其他引脚粘连的情况,这些都可能引发短路故障。
使用万用表的电阻测量功能,对 PCBA 板上疑似短路的区域进行电阻测量。将万用表调至合适的电阻档位,先在正常的 PCBA 板上测量相同位置或相同电路结构的电阻值,作为参考标准。然后,测量出现短路故障的 PCBA 板对应位置的电阻值。若测量值明显低于参考值,甚至接近 0Ω,很可能存在短路问题。例如,在测量两个焊点之间的电阻时,正常情况下电阻值应为几百欧姆甚至更大,若测量值仅为几欧姆,可初步判断这两个焊点之间存在短路。在测量时,要注意确保万用表表笔与测量点接触良好,避免因接触不良导致测量误差。
给 PCBA 板施加合适的工作电压,使用万用表的电压测量功能,测量各关键节点的电压值。根据电路设计原理,分析各节点的正常电压范围。若测量到某个节点的电压值异常低,接近 0V,而该节点在正常情况下应具有一定的电压值,可能是该节点与地或其他低电位节点之间存在短路。例如,在一个电源供电电路中,测量某芯片的电源引脚电压,若该引脚电压远低于正常供电电压,可沿着该引脚的线路,逐步排查是否存在短路点。电压测量法可以快速定位短路发生的大致区域,为进一步精确排查提供方向。
对于一些功耗较大的电路模块,可通过测量电流来判断是否存在短路。将万用表串联在电路中,选择合适的电流档位。若测量到的电流值远超该电路模块的正常工作电流,说明电路中可能存在短路,导致电流增大。例如,在测量一个功率放大器的工作电流时,正常工作电流应为几十毫安,若测量值达到几百毫安甚至更高,可确定该功率放大器所在电路存在短路问题。但需注意,在使用电流测量法时,要确保万用表的量程足够,避免因电流过大损坏万用表。
短路追踪仪是一种专门用于排查短路故障的专业设备。它通过向 PCBA 板注入一个特定频率的电流信号,然后利用感应探头检测 PCBA 板上各点的电流分布情况。当存在短路时,短路点处的电流会发生异常变化,短路追踪仪能够快速定位短路点。这种设备具有检测速度快、精度高的优点,尤其适用于复杂 PCBA 板上的短路故障排查。例如,对于一块多层 PCB 板,且短路点隐藏在元器件密集区域,使用短路追踪仪能够迅速找到短路位置,大大提高排查效率。
利用热成像仪可以检测 PCBA 板在通电状态下各部位的温度分布情况。当电路发生短路时,短路点处的电流增大,会产生更多的热量,导致该部位温度升高。热成像仪通过捕捉物体发出的红外线,将其转化为热图像,在图像中,温度较高的区域会显示为不同的颜色(通常为红色或黄色)。通过观察热图像,能够直观地发现温度异常升高的区域,从而确定短路点的位置。例如,在检测一个复杂的 PCBA 板时,热成像仪能够快速找出因短路而发热的焊点或线路,为故障排查提供重要线索。
对于复杂的 PCBA 板,可采用分区排查的方法。将 PCBA 板按照功能模块或电路区域划分成若干个区域,然后逐一排查每个区域是否存在短路问题。这样可以缩小排查范围,提高排查效率。例如,将一块包含电源电路、信号处理电路、通信电路等多个功能模块的 PCBA 板,先分别对电源电路区域进行排查,若未发现问题,再排查信号处理电路区域,以此类推,直到找到短路点。
若有多个相同型号的 PCBA 打样板,可采用对比排查的方法。选择一块正常的 PCBA 板作为参考,将其与出现短路故障的 PCBA 板进行对比。在外观检查时,对比两块板的焊点、线路、元器件等是否存在差异;在电气性能测试时,对比相同位置的电阻值、电压值、电流值等参数。通过对比,更容易发现故障板上的异常情况,从而快速定位短路点。例如,在对比两块 PCBA 板的电阻测量值时,发现故障板上某个区域的电阻值明显低于正常板,可重点排查该区域是否存在短路。
在排查短路故障时,遵循从易到难的原则。先进行简单的外观检查,查看是否有明显的短路迹象,如焊点桥接、引脚短路等。若外观检查未发现问题,再进行电气性能测试,通过电阻测量、电压测量、电流测量等方法,逐步缩小排查范围。若电气性能测试仍无法确定短路点,最后使用专业设备进行辅助排查。这样可以避免一开始就使用复杂的设备和方法,浪费时间和精力。例如,在排查一个 PCBA 板的短路故障时,先通过外观检查发现了几个焊点有异常,经过修复后,再进行电气性能测试,若问题解决,则无需使用专业设备;若问题仍存在,再使用短路追踪仪或热成像仪等设备进行深入排查。
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深圳捷创电子建立了严格的质量控制体系,将短路故障排查作为质量把控的重要环节。在排查过程中,严格遵循排查流程和操作规范,确保排查结果的准确性。同时,利用排查过程中积累的数据和经验,对 PCBA 设计、插件工艺、焊接工艺等环节进行持续优化,从源头上减少短路故障的发生。通过与客户的紧密沟通,及时反馈短路故障排查及修复情况,帮助客户优化产品设计和生产工艺,实现互利共赢。公司还不断引进先进的短路故障排查设备和技术,提升团队的专业水平,为客户提供更优质的服务。选择深圳捷创电子,就是选择品质保障。如果您有 PCBA 制造需求,欢迎随时联系我们。深圳捷创电子将以专业的技术、高效的服务和严格的质量控制,为您提供最满意的 PCBA 打样和小批量生产解决方案,助力您的产品成功推向市场。