انجام عیب یابی و تعمیرات روی PCB می تواند طول عمر مدارها را افزایش دهد.اگر در طول فرآیند مونتاژ PCB با PCB معیوب مواجه شد، برد PCB را می توان بر اساس ماهیت خرابی تعمیر کرد.در زیر چند روش برای عیب یابی و تعمیر PCB ها آورده شده است.
1. چگونه می توان کنترل کیفیت را بر روی PCB در طول فرآیند ساخت انجام داد؟
به طور معمول، کارخانه های PCB دارای تجهیزات تخصصی و فرآیندهای ضروری هستند که امکان کنترل کیفیت PCB ها را در طول فرآیند تولید فراهم می کند.
1.1.بازرسی AOI
بازرسی AOI به طور خودکار اجزای از دست رفته، جابجایی قطعات و سایر عیوب روی PCB را اسکن می کند.تجهیزات AOI از دوربین ها برای گرفتن تصاویر متعدد از PCB و مقایسه آنها با بردهای مرجع استفاده می کنند.هنگامی که عدم تطابق تشخیص داده می شود، می تواند خطاهای احتمالی را نشان دهد.
1.2.آزمایش کاوشگر پرنده
آزمایش پروب پرنده برای شناسایی مدارهای کوتاه و باز، اجزای نادرست (دیودها و ترانزیستورها) و نقص در حفاظت دیود استفاده می شود.روش های مختلف تعمیر PCB را می توان برای اصلاح شورت ها و ایرادات قطعات استفاده کرد.
1.3.تست FCT
FCT (تست عملکردی) در درجه اول بر روی آزمایش عملکرد PCB ها تمرکز دارد.پارامترهای تست معمولاً توسط مهندسان ارائه می شود و ممکن است شامل تست های سوئیچ ساده باشد.در برخی موارد ممکن است به نرم افزار تخصصی و پروتکل های دقیق نیاز باشد.تست عملکردی به طور مستقیم عملکرد PCB را در شرایط محیطی واقعی بررسی می کند.
2. علل معمول آسیب PCB
درک علل خرابی PCB می تواند به شما در شناسایی سریع عیوب PCB کمک کند.در اینجا برخی از خطاهای رایج وجود دارد:
خرابی قطعات: تعویض قطعات معیوب می تواند به مدار اجازه دهد تا به درستی کار کند.
گرم شدن بیش از حد: بدون مدیریت مناسب گرما، ممکن است برخی از قطعات سوخته شوند.
آسیب فیزیکی: این عمدتاً ناشی از حمل و نقل خشن است،
منجر به ترک در اجزاء، اتصالات لحیم کاری، لایه های ماسک لحیم کاری، آثار و لنت ها می شود.
آلودگی: اگر PCB در معرض شرایط سخت قرار گیرد، آثار و سایر اجزای مسی ممکن است خورده شوند.
3. چگونه عیب های PCB را عیب یابی کنیم؟
لیست های زیر 8 روش هستند:
3-1.شماتیک مدار را درک کنید
اجزای زیادی روی PCB وجود دارد که از طریق ردهای مسی به هم متصل شده اند.این شامل منبع تغذیه، زمین و سیگنال های مختلف است.علاوه بر این، مدارهای زیادی مانند فیلترها، خازن‌های جداکننده و سلف وجود دارد.درک این موارد برای تعمیر PCB بسیار مهم است.
دانستن نحوه ردیابی مسیر فعلی و جداسازی بخش های معیوب به درک شماتیک مدار بستگی دارد.اگر شماتیک در دسترس نباشد، ممکن است نیاز به مهندسی معکوس شماتیک بر اساس طرح PCB باشد.
3-2.بازرسی بصری
همانطور که قبلا ذکر شد، گرمای بیش از حد یکی از دلایل اصلی خطاهای PCB است.هر گونه اجزاء سوخته، آثار، یا اتصالات لحیم کاری را می توان به راحتی از نظر بصری در زمانی که ورودی برق وجود ندارد شناسایی کرد.برخی از نمونه های نقص عبارتند از:
- اجزای برآمدگی/همپوشانی/فقدان
- آثار تغییر رنگ
- اتصالات لحیم سرد
- لحیم کاری بیش از حد
- اجزای سنگ قبر
- لنت های بلند شده/مفقود شده
- ترک بر روی PCB
همه اینها از طریق بازرسی چشمی قابل مشاهده است.
3-3.با PCB یکسان مقایسه کنید
اگر PCB مشابه دیگری دارید که یکی به درستی کار می کند و دیگری معیوب است، کار بسیار آسان تر می شود.می‌توانید اجزا، ناهماهنگی‌ها، و نقص‌های موجود در ردیابی یا Vias را به صورت بصری مقایسه کنید.علاوه بر این، می توانید از یک مولتی متر برای بررسی قرائت ورودی و خروجی هر دو برد استفاده کنید.مقادیر مشابهی باید به دست آید زیرا دو PCB یکسان هستند.
3-4.جداسازی اجزای معیوب
هنگامی که بازرسی بصری کافی نیست، می توانید به ابزارهایی مانند مولتی متر یا LCR متر اعتماد کنید.هر جزء را به صورت جداگانه بر اساس دیتاشیت ها و الزامات طراحی آزمایش کنید.به عنوان مثال می توان به مقاومت ها، خازن ها، سلف ها، دیودها، ترانزیستورها و LED ها اشاره کرد.
به عنوان مثال، می توانید از تنظیم دیود روی مولتی متر برای بررسی دیودها و ترانزیستورها استفاده کنید.اتصالات پایه-کلکتور و پایه-امیتر به عنوان دیود عمل می کنند.برای طرح های ساده برد مدار، می توانید اتصالات باز و کوتاه را در همه اتصالات بررسی کنید.به سادگی کنتور را روی حالت مقاومت یا تداوم تنظیم کنید و به آزمایش هر اتصال ادامه دهید.
هنگام انجام بررسی‌ها، اگر قرائت‌ها در حد مشخصات باشد، جزء به درستی کار می‌کند.اگر قرائت ها غیر طبیعی یا بالاتر از حد انتظار باشد، ممکن است مشکلاتی در اتصالات قطعه یا لحیم وجود داشته باشد.درک ولتاژ مورد انتظار در نقاط تست می تواند به تحلیل مدار کمک کند.
روش دیگر برای ارزیابی مولفه ها از طریق آنالیز گرهی است.این روش شامل اعمال ولتاژ به اجزای انتخاب شده در حالی که کل مدار را تغذیه نمی کند و پاسخ های ولتاژ را اندازه گیری می کند (V-response).همه گره ها را شناسایی کنید و مرجع متصل به اجزای مهم یا منابع برق را انتخاب کنید.برای محاسبه ولتاژهای ناشناخته گره (متغیرها) از قانون جریان Kirchhoff (KCL) استفاده کنید و بررسی کنید که آیا این مقادیر با مقادیر مورد انتظار مطابقت دارند یا خیر.اگر مشکلاتی در یک گره خاص مشاهده شود، نشان دهنده یک خطا در آن گره است.
3-5.تست مدارهای مجتمع
آزمایش مدارهای مجتمع به دلیل پیچیدگی آنها می تواند یک کار اساسی باشد.در اینجا چند آزمایش قابل انجام است:
- تمام نشانه ها را شناسایی کنید و آی سی را با استفاده از یک تحلیلگر منطقی یا یک اسیلوسکوپ آزمایش کنید.
- بررسی کنید که آیا آی سی به درستی جهت گیری شده است.
- مطمئن شوید که تمام اتصالات لحیم کاری متصل به آی سی در شرایط کار خوب هستند.
- وضعیت هر سینک حرارتی یا پدهای حرارتی متصل به آی سی را ارزیابی کنید تا از اتلاف گرما مناسب اطمینان حاصل کنید.
3-6.تست منبع تغذیه
برای رفع مشکلات منبع تغذیه، اندازه گیری ولتاژ ریل ضروری است.قرائت روی ولت متر می تواند مقادیر ورودی و خروجی قطعات را منعکس کند.تغییرات ولتاژ می تواند نشان دهنده مشکلات احتمالی مدار باشد.به عنوان مثال، خواندن ۰ ولت روی ریل ممکن است نشان دهنده اتصال کوتاه در منبع تغذیه باشد که منجر به گرم شدن بیش از حد قطعات می شود.با انجام آزمایش‌های یکپارچگی توان و مقایسه مقادیر مورد انتظار با اندازه‌گیری‌های واقعی، می‌توان منابع تغذیه مشکل‌ساز را جدا کرد.
3-7.شناسایی نقاط داغ مدار
هنگامی که نقایص بصری یافت نمی شود، بازرسی فیزیکی از طریق تزریق برق می تواند برای ارزیابی مدار استفاده شود.اتصالات نادرست می تواند گرما ایجاد کند که با قرار دادن یک دست روی برد مدار احساس می شود.گزینه دیگر استفاده از دوربین تصویربرداری حرارتی است که اغلب برای مدارهای ولتاژ پایین ترجیح داده می شود.برای جلوگیری از حوادث الکتریکی باید اقدامات احتیاطی لازم را انجام داد.
یک روش این است که اطمینان حاصل کنید که فقط از یک دست برای آزمایش استفاده می کنید.اگر نقطه داغ تشخیص داده شد، باید خنک شود، و سپس تمام نقاط اتصال باید بررسی شوند تا مشخص شود مشکل در کجاست.
3-8.عیب یابی با تکنیک های کاوش سیگنال
برای استفاده از این تکنیک، درک درستی از مقادیر و شکل موج های مورد انتظار در نقاط تست بسیار مهم است.تست ولتاژ را می توان در نقاط مختلف با استفاده از مولتی متر، اسیلوسکوپ یا هر دستگاه ضبط شکل موج انجام داد.تجزیه و تحلیل نتایج می تواند به جداسازی خطاها کمک کند.
4. ابزار مورد نیاز برای تعمیر PCB
قبل از انجام هر گونه تعمیر، ضروری است که ابزار لازم برای کار را جمع آوری کنید، به قول معروف "چاقوی کُند چوب را نمی برد."
● میز کار مجهز به زمین ESD، پریز برق و روشنایی ضروری است.
● برای محدود کردن شوک‌های حرارتی، ممکن است به گرم‌کن‌های مادون قرمز یا پیش‌گرم‌کن‌ها برای پیش‌گرم کردن برد مدار نیاز باشد.
● یک سیستم حفاری دقیق برای شکاف و باز کردن سوراخ در طول فرآیند تعمیر مورد نیاز است.این سیستم امکان کنترل قطر و عمق شکاف ها را فراهم می کند.
● برای اطمینان از اتصالات لحیم کاری مناسب، یک آهن لحیم کاری خوب برای لحیم کاری ضروری است.
● علاوه بر این، آبکاری الکتریکی نیز ممکن است مورد نیاز باشد.
● اگر لایه ماسک لحیم آسیب دیده باشد نیاز به تعمیر دارد.در چنین مواردی، لایه رزین اپوکسی ترجیح داده می شود.
5. اقدامات احتیاطی ایمنی در طول تعمیر PCB
انجام اقدامات پیشگیرانه برای جلوگیری از حوادث ایمنی در طول فرآیند تعمیر مهم است.
● تجهیزات حفاظتی: هنگام مواجهه با دماهای بالا یا قدرت بالا، پوشیدن تجهیزات محافظ ضروری است.در طول فرآیندهای لحیم کاری و حفاری باید از عینک و دستکش ایمنی استفاده کرد تا در برابر خطرات شیمیایی بالقوه محافظت شود.
پوشیدن دستکش هنگام تعمیر PCB.
● تخلیه الکترواستاتیک (ESD): برای جلوگیری از شوک الکتریکی ناشی از ESD، مطمئن شوید که منبع برق را جدا کرده و برق باقیمانده را تخلیه کنید.همچنین می‌توانید از مچ‌بندهای اتصال به زمین استفاده کنید یا از تشک‌های ضد الکتریسیته ساکن استفاده کنید تا خطر ESD را به حداقل برسانید.
6. چگونه یک PCB را تعمیر کنیم؟
خطاهای رایج در PCB اغلب شامل نقص در ردپاها، اجزاء و لحیم کاری است.
6-1.ترمیم آثار آسیب دیده
برای تعمیر آثار شکسته یا آسیب دیده روی PCB، از یک جسم تیز استفاده کنید تا سطح رد اولیه را در معرض دید قرار دهید و ماسک لحیم کاری را بردارید.سطح مس را با یک حلال تمیز کنید تا هرگونه زباله را از بین ببرید و به تداوم الکتریکی بهتر کمک کنید.
از طرف دیگر، می‌توانید سیم‌های جامپر را برای ترمیم آثار لحیم کنید.اطمینان حاصل کنید که قطر سیم با عرض ردیابی برای هدایت مناسب مطابقت دارد.
6-2.جایگزینی قطعات معیوب
تعویض قطعات آسیب دیده
برای حذف اجزای معیوب یا لحیم کاری بیش از حد از اتصالات لحیم کاری، لازم است که لحیم کاری ذوب شود، اما باید احتیاط کرد تا از ایجاد تنش حرارتی در سطح اطراف جلوگیری شود.برای تعویض قطعات در مدار مراحل زیر را دنبال کنید:
● اتصالات لحیم کاری را با استفاده از آهن لحیم کاری یا ابزار لحیم کاری به سرعت گرم کنید.
● هنگامی که لحیم کاری ذوب شد، از پمپ لحیم کاری برای خارج کردن مایع استفاده کنید.
● پس از حذف تمام اتصالات، قطعه جدا می شود.
● سپس، قطعه جدید را مونتاژ کرده و آن را در جای خود لحیم کنید.
● طول اضافی سرنخ های قطعه را با استفاده از سیم برش کوتاه کنید.
● مطمئن شوید که پایانه ها مطابق با قطبیت مورد نیاز وصل شده اند.
6-3.تعمیر لحیم کاری آسیب دیده
با گذشت زمان، لحیم کاری روی PCB ممکن است بلند شود، خورده شود یا بشکند.روش های تعمیر لحیم کاری آسیب دیده به شرح زیر است:
پد لحیم کاری بالا: با استفاده از یک سواب پنبه ای محل را با یک حلال تمیز کنید.برای چسباندن پد در جای خود، رزین اپوکسی رسانا را روی پد لحیم کاری بمالید و آن را فشار دهید تا رزین اپوکسی قبل از ادامه فرآیند لحیم کاری خشک شود.
پدهای لحیم کاری آسیب دیده یا آلوده: پد لحیم کاری آسیب دیده را بردارید یا برش دهید، با خراش دادن ماسک لحیم از اطراف پد، رد متصل را آشکار کنید.با استفاده از یک سواب پنبه ای محل را با یک حلال تمیز کنید.روی پد لحیم کاری جدید (متصل به ردی)، یک لایه رزین اپوکسی رسانا بمالید و آن را در جای خود محکم کنید.بعد، رزین اپوکسی را بین ردیابی و لحیم کاری اضافه کنید.قبل از ادامه فرآیند لحیم کاری آن را خشک کنید.
شنژن ANKE PCB Co.,LTD
2023-7-20
زمان ارسال: ژوئیه-21-2023
