Die Durchführung von Fehlerbehebungen und Reparaturen an Leiterplatten kann die Lebensdauer von Schaltkreisen verlängern.Wenn während des Leiterplattenbestückungsprozesses eine fehlerhafte Leiterplatte festgestellt wird, kann die Leiterplatte je nach Art der Fehlfunktion repariert werden.Nachfolgend finden Sie einige Methoden zur Fehlerbehebung und Reparatur von Leiterplatten.
1. Wie führt man eine Qualitätskontrolle an Leiterplatten während des Herstellungsprozesses durch?
Typischerweise verfügen Leiterplattenfabriken über spezielle Ausrüstung und wesentliche Prozesse, die eine Qualitätskontrolle von Leiterplatten während des gesamten Herstellungsprozesses ermöglichen.
1.1.AOI-Inspektion
Die AOI-Inspektion sucht automatisch nach fehlenden Bauteilen, falsch platzierten Bauteilen und anderen Defekten auf der Leiterplatte.AOI-Geräte erfassen mithilfe von Kameras mehrere Bilder der Leiterplatte und vergleichen sie mit Referenzplatinen.Wenn eine Nichtübereinstimmung erkannt wird, kann dies auf mögliche Fehler hinweisen.
1.2.Flying-Probe-Tests
Flying-Probe-Tests werden verwendet, um Kurzschlüsse und Unterbrechungen, falsche Komponenten (Dioden und Transistoren) und Defekte im Diodenschutz zu erkennen.Zur Behebung von Kurzschlüssen und Komponentenfehlern können verschiedene PCB-Reparaturmethoden eingesetzt werden.
1.3.FCT-Test
FCT (Functional Test) konzentriert sich hauptsächlich auf die Funktionsprüfung von Leiterplatten.Die Testparameter werden in der Regel von Ingenieuren bereitgestellt und können einfache Schaltertests umfassen.In einigen Fällen sind möglicherweise spezielle Software und genaue Protokolle erforderlich.Beim Funktionstest wird die Funktionalität der Leiterplatte direkt unter realen Umgebungsbedingungen untersucht.
2. Typische Ursachen für Leiterplattenschäden
Das Verständnis der Ursachen von Leiterplattenfehlern kann Ihnen dabei helfen, Leiterplattenfehler schnell zu erkennen.Hier sind einige häufige Fehler:
Komponentenausfälle: Der Austausch defekter Komponenten kann dazu führen, dass die Schaltung ordnungsgemäß funktioniert.
Überhitzung: Ohne ordnungsgemäßes Wärmemanagement können einige Komponenten durchbrennen.
Körperlicher Schaden: Dies wird hauptsächlich durch grobe Handhabung verursacht,
Dies führt zu Rissen in Bauteilen, Lötstellen, Lötmaskenschichten, Leiterbahnen und Pads.
Kontamination: Wenn die Leiterplatte rauen Bedingungen ausgesetzt ist, können Leiterbahnen und andere Kupferkomponenten korrodieren.
3. Wie behebt man Leiterplattenfehler?
Die folgenden Listen sind 8 Methoden:
3-1.Verstehen Sie den Schaltplan
Auf der Leiterplatte befinden sich viele Komponenten, die über Kupferleiterbahnen miteinander verbunden sind.Es umfasst Stromversorgung, Masse und verschiedene Signale.Darüber hinaus gibt es viele Schaltkreise wie Filter, Entkopplungskondensatoren und Induktivitäten.Diese zu verstehen ist für die PCB-Reparatur von entscheidender Bedeutung.
Um zu wissen, wie man den Strompfad verfolgt und fehlerhafte Abschnitte isoliert, muss man den Schaltplan verstehen.Wenn der Schaltplan nicht verfügbar ist, kann es erforderlich sein, den Schaltplan basierend auf dem PCB-Layout zurückzuentwickeln.
3-2.Visuelle Inspektion
Wie bereits erwähnt, ist Überhitzung eine der Hauptursachen für Leiterplattenfehler.Verbrannte Bauteile, Spuren oder Lötstellen lassen sich ohne Stromzufuhr leicht visuell erkennen.Einige Beispiele für Mängel sind:
- Ausbeulende/überlappende/fehlende Komponenten
- Verfärbte Spuren
- Kalte Lötstellen
- Zu viel Lot
- Tombstoned-Komponenten
- Angehobene/fehlende Polster
- Risse auf der Platine
All dies kann durch visuelle Inspektion beobachtet werden.
3-3.Vergleichen Sie mit einer identischen Leiterplatte
Wenn Sie eine andere identische Leiterplatte haben, von der eine ordnungsgemäß funktioniert und die andere fehlerhaft ist, wird es viel einfacher.Sie können Komponenten, Fehlausrichtungen und Defekte in Leiterbahnen oder Durchkontaktierungen visuell vergleichen.Darüber hinaus können Sie mit einem Multimeter die Ein- und Ausgangswerte beider Platinen überprüfen.Da die beiden Leiterplatten identisch sind, sollten ähnliche Werte erhalten werden.
3-4.Isolieren Sie fehlerhafte Komponenten
Wenn eine visuelle Inspektion nicht ausreicht, können Sie auf Werkzeuge wie ein Multimeter oder ein LCR-Messgerät zurückgreifen.Testen Sie jede Komponente einzeln anhand von Datenblättern und Designanforderungen.Beispiele hierfür sind Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten, Dioden, Transistoren und LEDs.
Beispielsweise können Sie die Diodeneinstellung eines Multimeters verwenden, um Dioden und Transistoren zu überprüfen.Die Basis-Kollektor- und Basis-Emitter-Übergänge wirken als Dioden.Bei einfachen Leiterplattendesigns können Sie alle Verbindungen auf Unterbrechung und Kurzschluss prüfen.Stellen Sie das Messgerät einfach auf den Widerstands- oder Durchgangsmodus ein und testen Sie jede Verbindung.
Wenn bei der Durchführung der Prüfungen die Messwerte innerhalb der Spezifikationen liegen, wird davon ausgegangen, dass die Komponente ordnungsgemäß funktioniert.Wenn die Messwerte abnormal oder höher als erwartet sind, liegen möglicherweise Probleme mit der Komponente oder den Lötstellen vor.Das Verständnis der erwarteten Spannung an Testpunkten kann bei der Schaltungsanalyse hilfreich sein.
Eine weitere Methode zur Bewertung von Komponenten ist die Knotenanalyse.Bei dieser Methode wird Spannung an die ausgewählten Komponenten angelegt, ohne den gesamten Schaltkreis mit Strom zu versorgen, und die Spannungsreaktionen (V-Antwort) gemessen.Identifizieren Sie alle Knoten und wählen Sie die Referenz aus, die mit wichtigen Komponenten oder Stromquellen verbunden ist.Verwenden Sie das aktuelle Kirchhoffsche Gesetz (KCL), um die unbekannten Knotenspannungen (Variablen) zu berechnen und zu überprüfen, ob diese Werte mit den erwarteten Werten übereinstimmen.Wenn an einem bestimmten Knoten Probleme beobachtet werden, deutet dies auf einen Fehler an diesem Knoten hin.
3-5.Testen integrierter Schaltkreise
Das Testen integrierter Schaltkreise kann aufgrund ihrer Komplexität eine erhebliche Aufgabe sein.Hier sind einige Tests, die durchgeführt werden können:
- Identifizieren Sie alle Markierungen und testen Sie den IC mit einem Logikanalysator oder einem Oszilloskop.
- Überprüfen Sie, ob der IC richtig ausgerichtet ist.
- Stellen Sie sicher, dass alle mit dem IC verbundenen Lötstellen in gutem Zustand sind.
- Bewerten Sie den Zustand aller an den IC angeschlossenen Kühlkörper oder Wärmeleitpads, um eine ordnungsgemäße Wärmeableitung sicherzustellen.
3-6.Stromversorgung testen
Um Probleme mit der Stromversorgung zu beheben, ist es notwendig, die Schienenspannungen zu messen.Die Messwerte eines Voltmeters können die Eingangs- und Ausgangswerte von Komponenten widerspiegeln.Spannungsänderungen können auf mögliche Probleme im Stromkreis hinweisen.Beispielsweise kann ein Messwert von 0 V auf einer Schiene auf einen Kurzschluss in der Stromversorgung hinweisen, der zu einer Überhitzung der Komponenten führt.Durch die Durchführung von Stromintegritätstests und den Vergleich erwarteter Werte mit tatsächlichen Messungen können problematische Netzteile isoliert werden.
3-7.Identifizieren von Schaltungs-Hotspots
Wenn keine visuellen Mängel festgestellt werden können, kann eine physische Inspektion durch Stromeinspeisung zur Bewertung des Schaltkreises eingesetzt werden.Durch falsche Anschlüsse kann Hitze entstehen, die man spüren kann, wenn man mit der Hand auf die Platine legt.Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz einer Wärmebildkamera, die bei Niederspannungsstromkreisen oft bevorzugt wird.Um elektrische Unfälle zu vermeiden, sollten die erforderlichen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.
Eine Methode besteht darin, sicherzustellen, dass Sie zum Testen nur eine Hand verwenden.Wenn ein Hotspot erkannt wird, muss dieser abgekühlt werden. Anschließend sollten alle Verbindungspunkte überprüft werden, um festzustellen, wo das Problem liegt.
3-8.Fehlerbehebung mit Signalsondierungstechniken
Um diese Technik nutzen zu können, ist es wichtig, die erwarteten Werte und Wellenformen an den Testpunkten zu verstehen.Spannungsprüfungen können an verschiedenen Stellen mit einem Multimeter, Oszilloskop oder einem anderen Gerät zur Wellenformerfassung durchgeführt werden.Die Analyse der Ergebnisse kann dabei helfen, Fehler einzugrenzen.
4. Für die PCB-Reparatur benötigte Werkzeuge
Vor der Durchführung von Reparaturen ist es wichtig, die notwendigen Werkzeuge für die Arbeit zusammenzustellen, denn ein Sprichwort sagt: „Ein stumpfes Messer schneidet kein Holz.“
● Ein mit ESD-Erdung, Steckdosen und Beleuchtung ausgestatteter Arbeitstisch ist unbedingt erforderlich.
● Um Thermoschocks zu begrenzen, sind möglicherweise Infrarotstrahler oder Vorheizgeräte zum Vorwärmen der Leiterplatte erforderlich.
● Zum Schlitzen und Öffnen von Löchern während des Reparaturvorgangs ist ein Präzisionsbohrsystem erforderlich.Dieses System ermöglicht die Kontrolle über den Durchmesser und die Tiefe der Schlitze.
● Zum Löten ist ein guter Lötkolben erforderlich, um einwandfreie Lötverbindungen zu gewährleisten.
● Darüber hinaus kann auch eine Galvanisierung erforderlich sein.
● Wenn die Lötmaskenschicht beschädigt ist, muss sie repariert werden.In solchen Fällen ist eine Epoxidharzschicht vorzuziehen.
5. Sicherheitsvorkehrungen während der PCB-Reparatur
Es ist wichtig, vorbeugende Maßnahmen zu ergreifen, um Sicherheitsunfälle während des Reparaturprozesses zu vermeiden.
● Schutzausrüstung: Beim Umgang mit hohen Temperaturen oder hoher Leistung ist das Tragen von Schutzausrüstung ein Muss.Zum Schutz vor möglichen chemischen Gefahren sollten beim Löten und Bohren Schutzbrillen und Handschuhe getragen werden.
Beim Reparieren von Leiterplatten Handschuhe tragen.
● Elektrostatische Entladung (ESD): Um durch ESD verursachte Stromschläge zu vermeiden, stellen Sie sicher, dass Sie den Netzstecker ziehen und jegliche Restelektrizität entladen.Sie können auch Erdungsarmbänder tragen oder antistatische Matten verwenden, um das ESD-Risiko weiter zu minimieren.
6. Wie repariert man eine Leiterplatte?
Häufige Fehler in einer Leiterplatte sind oft Defekte an Leiterbahnen, Bauteilen und Lötpads.
6-1.Beschädigte Spuren reparieren
Um gebrochene oder beschädigte Leiterbahnen auf einer Leiterplatte zu reparieren, verwenden Sie einen scharfen Gegenstand, um die Oberfläche der ursprünglichen Leiterbahn freizulegen und die Lötstoppmaske zu entfernen.Reinigen Sie die Kupferoberfläche mit einem Lösungsmittel, um eventuelle Rückstände zu entfernen und so eine bessere elektrische Kontinuität zu erreichen.
Alternativ können Sie Überbrückungsdrähte anlöten, um die Leiterbahnen zu reparieren.Stellen Sie sicher, dass der Drahtdurchmesser mit der Leiterbahnbreite übereinstimmt, um eine ordnungsgemäße Leitfähigkeit zu gewährleisten.
6-2.Fehlerhafte Komponenten austauschen
Austausch beschädigter Komponenten
Um fehlerhafte Bauteile oder überschüssiges Lot aus den Lötstellen zu entfernen, muss das Lot geschmolzen werden. Es ist jedoch Vorsicht geboten, um eine thermische Belastung der umgebenden Oberfläche zu vermeiden.Führen Sie die folgenden Schritte aus, um Komponenten im Schaltkreis auszutauschen:
● Erhitzen Sie die Lötstellen schnell mit einem Lötkolben oder Entlötwerkzeug.
● Sobald das Lot geschmolzen ist, entfernen Sie die Flüssigkeit mit einer Entlötpumpe.
● Nach dem Entfernen aller Verbindungen wird die Komponente getrennt.
● Als nächstes bauen Sie das neue Bauteil zusammen und löten es fest.
● Schneiden Sie die überschüssige Länge der Komponentenleitungen mit einem Seitenschneider ab.
● Stellen Sie sicher, dass die Klemmen entsprechend der erforderlichen Polarität angeschlossen sind.
6-3.Reparieren beschädigter Lötpads
Mit der Zeit können sich die Lötpads auf einer Leiterplatte lösen, korrodieren oder brechen.Hier sind die Methoden zur Reparatur beschädigter Lötpads:
Angehobene Lötpads: Reinigen Sie den Bereich mit einem Lösungsmittel und einem Wattestäbchen.Um das Pad wieder zu befestigen, tragen Sie leitfähiges Epoxidharz auf das Lötpad auf und drücken es nach unten. Lassen Sie das Epoxidharz aushärten, bevor Sie mit dem Lötvorgang fortfahren.
Beschädigte oder kontaminierte Lötpads: Entfernen oder schneiden Sie das beschädigte Lötpad ab und legen Sie die angeschlossene Leiterbahn frei, indem Sie die Lötmaske um das Pad herum abkratzen.Reinigen Sie den Bereich mit einem Lösungsmittel und einem Wattestäbchen.Tragen Sie auf das neue Lötpad (mit der Leiterbahn verbunden) eine Schicht leitfähiges Epoxidharz auf und befestigen Sie es.Als nächstes fügen Sie Epoxidharz zwischen der Leiterbahn und dem Lötpad hinzu.Lassen Sie es aushärten, bevor Sie mit dem Lötvorgang fortfahren.
Shenzhen ANKE PCB Co., LTD
20.07.2023
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21. Juli 2023
