PCB电路板短路检查方法
1.如果是人工焊接,要养成好的习惯,首先,焊接前要目视检查一遍PCB板,并用万用表检查关键电路(特别是电源与地)是否短路;其次,每次焊接完一个芯片就用万用表测一下电源和地是否短路;此外,焊接时不要乱甩烙铁,如果把焊锡甩到芯片的焊脚上(特别是表贴元件),就不容易查到。
2. 在计算机上打开PCB图,点亮短路的网络,看什么地方离的最近,最容易被连到一块。特别要注意IC内部短路。
3. 发现有短路现象。拿一块板来割线(特别适合单/双层板),割线后将每部分功能块分别通电,一部分一部分排除。
4. 使用短路定位分析仪,如:新加坡PROTEQ CB2000短路追踪仪,香港灵智科技QT50短路追踪仪,英国POLAR ToneOhm950多层板路短路探测仪等。
5. 如果有BGA芯片,由于所有焊点被芯片覆盖看不见,而且又是多层板(4层以上),因此最好在设计时将每个芯片的电源分割开,用磁珠或0欧电阻连接,这样出现电源与地短路时,断开磁珠检测,很容易定位到某一芯片。由于BGA的焊接难度大,如果不是机器自动焊接,稍不注意就会把相邻的电源与地两个焊球短路。
6. 小尺寸的表贴电容焊接时一定要小心,特别是电源滤波电容(103或104),数量多,很容易造成电源与地短路。当然,有时运气不好,会遇到电容本身是短路的,因此最好的办法是焊接前先将电容检测一遍。
还可以一下方法检测是否短路。
1 工作原理
在图1中,abcdefgh为
印刷电路板上的正电源供电线条(+5伏),ABCDEFGH为板上地线,正常情况下两者不直接相通(无短路点),电源可正常加上去。
图1 印刷电路板上正负电源供电线条短路点示意图
现在假设S点发生短路,则电源无法加上,因为短路电源太大,可能烧坏印刷电路板上的线条(铜箔)如图1所示。5V电源通过50Ω电阻加上去,由于电阻的分流作用,I=5/50=0.1A,0.1A的电流对线条应该是安全的,该电流流经abcd……DCBA,会在导电线条上形成电压降。灵敏电压表负极固定在 A端,正极自A点起向BCD……移动,由于短路点在S,所以直至F点电压表读数都是增加的,但向H点移动时不增加(电压表读数保持不变),说明FH段无电流流过,于是放弃H点以远方向,改向G方向寻找,这时发现F至S点电压表读数是增加的,但S点以远读数不再增加,且除G点以外再无其它方向线条,于是可以断定S点为短路点。
2 检测电路简介
由于印刷电路板上的线条由铜箔构成,电阻约为0.0005Ω/mm(视宽度及厚度而定),0.1A电流流过时,每毫米线条两端压降约为500uV其值很小。而20mV三位半数字电压表表头分辨率为100uV,为了寻找正确,检测电压必须加以放大(见图2)。
图2放大器原理图
图2为由运算放大器IC1(LM324)组成的
反相放大器,其放大倍数为 -(R3/R2)=-10/1=-10(倍) 于是使200mV的数字电压表头满度的输入检测电压U为20mV,检测分辨率为10uV,而实际输人的测量电压U一般小于15mV(相当于300mm长的铜箔线条的上压降),因而不会超量程。
R1保证测量电路开路时,运放输人为零,R3、D1、D2保护数字电压表免受过载冲击,R4可平衡掉运放的失调电流,减小零点漂移。
运放的调零不是必须的,根据实例,LM324的失调电压小于1mV,有的甚至只有O.1mV(可从其中4只独立运放中选一只失调电压小的使用),放大10 倍后约为数毫伏,其失调电压的温度系数实测约为5uV/℃。由于测试时,观察的是电压读数的变化,而不是电压的绝对值,因而失调电压的影响不大,倒是失调电压的温度系数不能过大。总之,用一只无调零功能的LM324已可正常工作,如要求较高,可使用自动稳零的运放,此时效果更佳。
本检测电路也可用于非电源线条短路点的寻找,但限流电流R0应改为200Ω,使I=25mA,因为0.1A的电流可能使某些小功率的硅管发射结损坏,而 25mA一般是安全的。I减小使得测试灵敏度降低,于是应增大放大倍数,将R3改为40kΩ,此时失调电压的影响增大,因此必须采用自动稳零的运放,但工作原理是一样的。
3 测试方法
按图1连接好电路,y端固定在A点,用测试棒的尖端x(用万用表测试棒磨尖改制,以便能刺穿阻焊膜),自A点起,逐步向远处测试,并观察数字表头的读数,如果测试棒尖在印刷电路板线条上移动至读数向所有方向均不再变化时,该点即为短路点,可加以消除,如果有多个短路点,可一个一个找出来,逐个加以消除。
最后需要加以说明的是,由于运放存在失调电压,测试棒的尖端x置于A点时,数字表头的读数可能为某一负数,x自A向远处移动时,读数的绝对值先减小至零值,然后再增大,但如前所述,这并不影响检测。