如何測試PCB上的短路

2020-03-13

在PCB設計的時(shí)候如何檢查PCB中的短路，您可以采取以下重要步驟來(lái)檢查PCB中的短路情況：1、在PCB中發(fā)現短路；2、在電路板上測試電路短路；3、在PCB上查找故障組件；4、破壞性地測試PCB。

步驟1：如何在PCB中發(fā)現短路

視力檢查

第一步是仔細觀(guān)察PCB的整個(gè)表面。如果有，請使用放大鏡或低倍顯微鏡。在焊盤(pán)或焊點(diǎn)之間尋找錫須。焊料的任何裂紋或斑點(diǎn)應引起注意。檢查所有通孔。如果指定了未鍍通孔，請確保板子上是這種情況。電鍍不良的過(guò)孔會(huì )在各層之間造成短路，并使您的所有東西都接地，VCC或兩者都綁在一起。如果短路確實(shí)很?chē)乐?，并且導致組件達到臨界溫度，則實(shí)際上您會(huì )在印刷電路板上看到灼傷的斑點(diǎn)。它們可能很小，但會(huì )變成棕色，而不是正常的綠色阻焊劑。如果您有多塊板，那么燒毀的PCB可以幫助您縮小特定位置的范圍，而無(wú)需為另一塊板供電，以免犧牲搜索范圍。不幸的是，我們的電路板本身上沒(méi)有燒傷，只是運氣不好的手指檢查了集成電路是否過(guò)熱。某些短路將在電路板內部發(fā)生，并且不會(huì )產(chǎn)生燃燒點(diǎn)。這也意味著(zhù)它們不會(huì )在表面層上引起注意。在這里，您將需要其他方法來(lái)檢測PCB中的短路。

紅外成像

使用紅外熱像儀可以幫助您定位產(chǎn)生大量熱量的區域。如果沒(méi)有看到有源組件遠離熱點(diǎn)，那么即使短路發(fā)生在內部層之間，也可能發(fā)生PCB短路。短路通常比普通走線(xiàn)或焊點(diǎn)具有更高的電阻，因為它沒(méi)有在設計中進(jìn)行優(yōu)化的好處（除非您真的很想忽略規則檢查）。這種電阻以及電源和地之間直接連接所產(chǎn)生的自然高電流，意味著(zhù)PCB短路中的導體會(huì )發(fā)熱。從您可以使用的低電流開(kāi)始。理想情況下，您會(huì )先看到短路，然后再造成更多損壞。

手指測試是檢查特定組件是否過(guò)熱的一種方法

步驟2：如何在電子板上測試電路短路

除了用可信賴(lài)的眼睛檢查電路板的第一步之外，您還可以通過(guò)其他幾種方法來(lái)查找導致PCB短路的潛在原因。

用數字萬(wàn)用表測試

要測試電路板是否短路，需要檢查電路中不同點(diǎn)之間的電阻。如果目視檢查未發(fā)現任何有關(guān)短路位置或原因的線(xiàn)索，請抓住萬(wàn)用表并嘗試追蹤印刷電路板上的物理位置。萬(wàn)用表方法在大多數電子產(chǎn)品論壇中都受到了不同的評論，但是跟蹤測試點(diǎn)可以幫助您找出問(wèn)題所在。您將需要一個(gè)具有毫歐靈敏度的非常好的萬(wàn)用表，如果它具有蜂鳴功能以在探測短路時(shí)向您發(fā)出警報，這是最簡(jiǎn)單的。例如，如果測量PCB上相鄰走線(xiàn)或焊盤(pán)之間的電阻，則應測量高電阻。如果測量應在單獨電路中的兩個(gè)導體之間的電阻非常低，則可能會(huì )在內部或外部橋接這兩個(gè)導體。請注意，用電感器橋接的相鄰兩個(gè)走線(xiàn)或焊盤(pán)（例如在阻抗匹配網(wǎng)絡(luò )或分立濾波器電路中）將產(chǎn)生非常低的電阻讀數，因為電感器只是一個(gè)線(xiàn)圈導體。但是，如果板上的兩個(gè)導體相距很遠，并且您讀取的電阻很小，那么板上的某處就會(huì )有一個(gè)橋。

相對于地面的測試

特別重要的是涉及接地過(guò)孔或接地層的短路。具有內部接地層的多層PCB將包括一條通過(guò)過(guò)孔附近組件的返回路徑，這為檢查電路板表面層上的所有其他過(guò)孔和焊盤(pán)提供了方便的位置。將一個(gè)探針?lè )旁诮拥剡B接上，并在板上其他導體上觸摸另一個(gè)探針。該相同的接地連接將存在于板上的其他位置，這意味著(zhù)，如果將每個(gè)探針接觸到兩個(gè)不同的接地過(guò)孔，則讀數將很小。執行此操作時(shí)請注意布局，因為您不想將短路誤認為是公共接地連接。所有其他未接地的裸露導體在公共接地連接和導體本身之間應具有很高的電阻。如果讀取的值很低，并且所討論的導體與地面之間沒(méi)有電感，則可能是組件損壞或短路。

萬(wàn)用表探測可以幫助您找到短路線(xiàn)，但是它們并不總是足夠靈敏以找到短路線(xiàn)。

組件短路

檢查組件是否短路還涉及使用萬(wàn)用表測量電阻。如果目視檢查未發(fā)現焊盤(pán)之間過(guò)多的焊料或金屬薄片，則可能是組件上兩個(gè)焊盤(pán)/引腳之間的內層形成短路。由于制造不良，組件上的焊盤(pán)/引腳之間也可能發(fā)生短路。這是PCB應該進(jìn)行DFM和設計規則檢查的原因之一。太靠近的焊盤(pán)和過(guò)孔可能會(huì )在制造過(guò)程中意外橋接或短路。在這里，您需要測量IC或連接器上引腳之間的電阻。相鄰的引腳特別容易發(fā)生短路，但是這些并不是形成短路的唯一位置。檢查焊盤(pán)/引腳之間的電阻是否彼此相對，并且接地連接是否存在低電阻。

檢查接地座子、連接器和IC上其他引腳之間的電阻。這里顯示的是USB連接器。

縮小位置

如果您認為兩條導體之間或某條導體與地面之間存在短路，則可以通過(guò)檢查附近的導體來(lái)縮小位置。將萬(wàn)用表的一根引線(xiàn)連接到可疑的短路連接上，將另一根引線(xiàn)移到附近的不同接地連接上，并檢查電阻。當您移到更遠的接地點(diǎn)時(shí)，應該會(huì )看到電阻發(fā)生變化。如果電阻增加，則說(shuō)明您正在將接地的導線(xiàn)從短路位置移開(kāi)。這可以幫助您縮小短路的確切位置，甚至可以縮小到組件上特定的一對焊盤(pán)/引腳。

步驟3：如何在PCB上查找故障組件

有故障的組件或安裝不正確的組件可能會(huì )導致短路，從而在電路板上造成許多問(wèn)題。您的組件可能有缺陷或偽造，造成短路或短路現象。

不良元件

某些組件容易變質(zhì)，例如電解電容器。如果您有可疑的組件，請先檢查那些組件。如果不確定，通?？梢酝ㄟ^(guò)Google快速搜索懷疑為“失敗”的組件，以找出這是否是常見(jiàn)問(wèn)題。如果您測量?jì)蓚€(gè)焊盤(pán)/引腳之間的電阻非常低（它們都不是接地引腳或電源引腳），則可能由于組件燒壞而短路。這清楚地表明電容器已經(jīng)壞了。一旦電容器變壞或施加的電壓超過(guò)擊穿閾值，電容器也會(huì )膨脹。

看到此電容器頂部的凸起了嗎？這表明電容器已損壞。

步驟4：如何破壞性地測試PCB

破壞性測試顯然是最后的手段。如果您可以使用X射線(xiàn)成像裝置，則可以檢查電路板的內部而不破壞它。在沒(méi)有X射線(xiàn)設備的情況下，您可以開(kāi)始刪除組件并再次運行萬(wàn)用表測試。這有兩個(gè)方面的幫助。首先，它使您可以更輕松地接觸可能短路的焊盤(pán)（包括導熱墊）。其次，它消除了故障引起短路的可能性，使您可以專(zhuān)注于導體。如果設法縮小到組件上連接的短路位置（例如，兩個(gè)焊盤(pán)之間），則組件是否有缺陷或電路板內部某處是否短路可能不是很明顯。此時(shí)，您可能需要卸下組件并檢查板上的焊盤(pán)。卸下組件可讓您測試組件本身是否有缺陷，或者板上的焊盤(pán)是否在內部橋接。

如果短路（或可能是多個(gè)短路）的位置仍然難以捉摸，則可以切開(kāi)電路板并嘗試縮小短路的位置。如果您對短路的一般位置有所了解，則可以切開(kāi)電路板的一部分，然后在該部分重復進(jìn)行萬(wàn)用表測試。此時(shí)，您可以用萬(wàn)用表重復上述測試，以檢查特定位置的短路情況。如果您已經(jīng)達到了這一點(diǎn)，那么您的空頭已經(jīng)特別難以捉摸。這樣至少可以使您將短路的位置縮小到電路板的特定區域。當我們檢查電路板的短路情況時(shí)，由于我們是一家破敗的初創(chuàng )公司，因此不包括紅外測試，我們只能確定短路在電路板的一半內。因此，我們將電路板切成四分之三并測試了每個(gè)部分。返回到萬(wàn)用表，確認大多數部分沒(méi)有將VCC和接地綁在一起。但是董事會(huì )的那四分之一是一個(gè)神秘的小黑洞，而且我們離這個(gè)空頭還差得遠。我們確實(shí)更換了制造商，并在下一輪生產(chǎn)中獲得了測試板，而我們的板恰好可以正常工作。