Como Testar e Corrigir Defeitos em PCB: Guia Passo a Passo de Especialista

Diagnóstico de Placas de Circuito Impresso (PCI) Defeituosas

Antes de entrar em detalhes de placa de circuito impresso (PCI), existem alguns conceitos básicos que você precisa saber sobre circuitos.

Eletricidade: É a energia fornecida a todo instrumento, desde pequenas luzes até máquinas pesadas. A eletricidade é apenas um fluxo de elétrons de um nível para outro (principalmente do nível superior para o inferior).Em um circuito elétrico, sempre há uma fonte de tensão ou corrente, componentes do circuito e a eletricidade sempre vai de um nível de tensão positivo para um nível de tensão negativo.

Tensão, corrente, resistores, capacitores e indutores são considerados elementos primários de qualquer cenário elétrico chamado circuito. A corrente elétrica pode estar em duas formas: uma corrente CA (alternada) senoidal ou simplesmente uma linha reta chamada corrente contínua ou CC.

No desenvolvimento de hardware de circuito elétrico, colocar todos os componentes do circuito em um único local ou placa é chamado de projeto de PCI.

Placa de Circuito Impresso (PCI) é o nome comum usado para estas placas elétricas. Na história, PCIs foram desenvolvidas passando por um procedimento complicado de fiação ponto a ponto e estes circuitos eram altamente expostos a falhas ou danos. Após isso, técnicas de projeto mais precisas foram desenvolvidas, que eram mais seguras.

Atualmente, a composição de placa de circuito impresso consiste em quatro componentes principais.

1. Serigrafia (Silkscreen)
2. Máscara de Solda (Solder Mask)
3. Cobre
4. Substrato que é fibra de vidro fina

PCIs antigas eram de camada única, mas hoje PCIs multicamadas estão presentes e usadas no mercado. PCIs são multicamadas porque a complexidade de circuitos elétricos também aumentou.

PCIs recém-desenvolvidas têm componentes de alta densidade nos quais a maioria das partes não são identificadas, não testáveis e envolvem técnicas complexas de troubleshooting e reparo. Placas de circuito antigas podiam ser reparadas usando equipamento de teste automático, mas hoje não é mais possível. Técnicas usadas para troubleshooting eram

Técnicas de Troubleshooting de PCI

1. Verificação de juntas de solda
2. Rastreamento de problemas
3. Troubleshooting de elementos discretos
4. Verificação de circuitos integrados (CIs)
5. Usando ajuda de software
6. Inspeção Visual
7. Teste de Funcionalidade

A maioria destas técnicas torna-se não funcional quando precisam lidar com placas de circuito modernas.

Uma técnica recém-desenvolvida de análise de assinatura VI que é a melhor para troubleshooting de elementos de circuito completados.

Análise de Assinatura Analógica para Testar Placas de Circuito Impresso (PCIs) Desenergizadas

Um dos melhores dispositivos essenciais usado para análise detalhada de componentes defeituosos em um circuito. É uma das melhores escolhas para testar PCI quando assinaturas de componentes ou documentação foram perdidas. Este teste não requer fonte de alimentação, então é melhor quando queremos verificar placas defeituosas ou mortas, pois não é seguro energizá-las.

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Uma onda senoidal é fornecida ao componente particular sob teste usando duas pontas de prova. Correntes resultantes, tensões e deslocamentos de fase são exibidos no LCD. Corrente está no eixo y enquanto tensão está no eixo x e o traço resultante é exibido como assinatura na tela. Para usar este dispositivo, você precisa ter conhecimento teórico sólido de assinaturas de diferentes componentes e seu entendimento completo é requerido.

Estratégia para Diagnosticar uma PCI Defeituosa

Existem três estágios diferentes desta técnica.

1. Detecção de falha usando instrumento VI. Pinos de alta contagem não identificados são testados por tensão alternada.
2. Segundo estágio é detectar a localização das falhas. Lida com análise minuciosa para identificar o componente defeituoso. Mas não como teste de funcionalidade, realiza testes apenas nas etapas de entrada e saída.
3. No terceiro estágio, novos componentes funcionais são colocados no circuito após remover os componentes defeituosos.

Análise/Resultados

Em um circuito elétrico, todos os componentes estão em série, paralelo ou combinação mista (Série-Paralelo), então torna-se impossível identificar suas assinaturas; a única solução adequada neste cenário é pegar uma nova PCI e comparar as assinaturas da defeituosa com as da funcional.

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Para comparar as assinaturas, a primeira coisa é obter todas as assinaturas da PCI defeituosa e da PCI funcional nova, se disponível; caso contrário, você deve ter assinaturas salvas dos componentes. Mas se você tem uma PCI totalmente funcional, obtenha todas as assinaturas usando multímetro. Tensão, resistência, corrente e indutância de cada componente são computados e então comparados com todas as assinaturas da PCI defeituosa (Placa de Circuito Impresso).

1. Primeiro, atualize todos os pontos (remova solda seca ou danificada, se houver) e compare assinatura; se a assinatura corresponder, a falha foi removida, caso contrário vá para o próximo passo.
2. Neste passo, rastreamento é realizado, pois há muitas trilhas em uma PCI, então há muitas chances de trilhas se danificarem; se alguma trilha estiver danificada, fio jumper pode ser usado para reparar trilhas.
3. Este é o último passo em que teste de funcionalidade é realizado em cada pino de circuitos integrados lineares, entrada e saída em cada pino de CI é verificada; se corresponder com a folha de dados original, está bom; caso contrário, você deve remover aquele CI.

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Referência: Análise de Assinatura Analógica, Saelig Co. Inc.