Como testar e corrigir os defeitos da placa de circuito impresso (PCB)?

Diagnóstico de placas de circuito impresso (PCB) com defeito

Antes de entrar nos detalhes da placa de circuito impresso (PCB), há alguns conceitos básicos que você precisa saber sobre circuitos.

Eletricidade: É a energia fornecida a todos os instrumentos, desde pequenas luzes até máquinas pesadas. A eletricidade é apenas um fluxo de elétrons de um nível para outro (nível superior para inferior principalmente). Então, em um circuito elétrico, há sempre uma fonte de tensão ou corrente, componentes do circuito e eletricidade sempre vão 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 ser de duas formas, uma corrente senoidal CA (alternada) 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 PCB.

Placa de Circuito Impresso (PCB) é o nome comum que é usado para essas placas elétricas. Na história, os PCBs foram desenvolvidos passando por um procedimento complicado de fiação ponto a ponto e esses circuitos foram altamente expostos a falhas ou danos. Depois foram desenvolvidas técnicas de projeto mais precisas que eram mais seguras.

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

1. Serigrafia
2. Máscara de solda
3. Cobre
4. Substrato que é fibra de vidro fina

Os PCBs mais antigos eram de camada única, mas hoje em dia os PCBs de várias camadas estão presentes e são usados ​​no mercado. Os PCBs são multicamadas porque hoje em dia a complexidade do circuito elétrico também é aumentada.

Os PCBs recém-desenvolvidos têm peças de alta frequência nas quais a maioria das peças não são identificadas, são testáveis ​​e envolvem técnicas complexas de solução de problemas e reparos. Placas de circuito mais antigas podiam ser reparadas usando equipamento de teste automático, mas hoje em dia isso não é possível. As técnicas usadas para solução de problemas foram

Técnicas de solução de problemas de PCB

1. Verificação de juntas de solda
2. Acompanhamento de problemas
3. Solução de problemas de elementos discretos
4. Verificação de circuitos integrados (ICs)
5. Usando a ajuda do software
6. Inspeção visual
7. Teste de funcionalidade

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

Uma técnica de análise de assinatura VI recém-desenvolvida que é melhor para solucionar problemas de elementos de circuito completos

Análise de assinatura analógica para testar as placas de circuito impresso (PCBs) sem alimentação

Um dos melhores dispositivos essenciais usados ​​para análise detalhada de componentes defeituosos em um circuito. É uma das melhores opções para testar PCB quando assinaturas de componentes ou documentação foram perdidas. Este teste não requer fonte de alimentação, por isso é melhor quando queremos verificar placas defeituosas ou mortas, pois não é seguro ligá-las.

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Uma onda senoidal é fornecida para um determinado componente em teste usando duas sondas. As correntes, tensões e deslocamentos de fase resultantes são exibidos no LCD. A corrente está no eixo y enquanto a tensão está no eixo x e o traço resultante é exibido como assinatura na tela. Para utilizar este dispositivo é necessário ter sólidos conhecimentos teóricos de assinaturas de diferentes componentes e é necessário o seu completo entendimento.

Estratégia para diagnosticar um PCB defeituoso

Existem três estágios diferentes desta técnica.

1. Detecção de falha usando instrumento VI. A alta contagem de pinos não identificada é testada por tensão alternada.
2. O segundo estágio é detectar a localização das falhas. Ele lida com análise minuciosa para identificar o componente defeituoso. Mas não como o teste de funcionalidade, ele realiza testes apenas nos estágios de entrada e saída.
3. No terceiro estágio, novos componentes funcionais são colocados no circuito após a remoção dos componentes defeituosos

Análise/Resultados

Em um circuito elétrico, todos os componentes estão em série, paralelo ou uma combinação mista (Série-Paralelo), de modo que se torna impossível identificar suas assinaturas, portanto, a única solução adequada em este cenário é pegar um novo PCB e comparar as assinaturas do defeituoso com as assinaturas do funcional.

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Para comparar as assinaturas, a primeira coisa é tirar todas as assinaturas do PCB defeituoso novo PCB funcional, se disponível, você deve ter as assinaturas dos componentes salvas. Mas se você tiver uma PCB totalmente funcional, tire todas as suas assinaturas usando o multímetro. A corrente de resistência de tensão e a indutância de cada componente são calculadas e, em seguida, são comparadas com todas as assinaturas da PCB (Placa de Circuito Impresso) defeituosa.

1. Em primeiro lugar, atualize todos os pontos (remova a solda seca ou danificada, se houver) e compare a assinatura se a assinatura corresponder à falha, caso contrário, vá para a próxima etapa.
2. Nesta etapa, o rastreamento é realizado, pois há muitas faixas em um PCB, portanto, há muitas chances de as faixas serem danificadas, se alguma faixa estiver danificada, o jumper pode ser usado para reparar faixas.
3. Esta é a última etapa na qual o teste de funcionalidade é realizado em cada pino de circuitos integrados lineares, entrada e saída em cada pino do IC é verificado se corresponde à folha de dados original tudo bem, caso contrário, você terá que remover esse IC.

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Referência:Analog Signature Analysis, Saelig Co. Inc.