Thực hiện khắc phục sự cố và sửa chữa trên PCB có thể kéo dài tuổi thọ của mạch.Nếu gặp phải PCB bị lỗi trong quá trình lắp ráp PCB, bảng mạch PCB có thể được sửa chữa dựa trên bản chất của sự cố.Dưới đây là một số phương pháp khắc phục sự cố và sửa chữa PCB.
1. Làm thế nào để thực hiện kiểm soát chất lượng trên PCB trong quá trình sản xuất?
Thông thường, các nhà máy sản xuất PCB có thiết bị chuyên dụng và quy trình thiết yếu cho phép kiểm soát chất lượng PCB trong suốt quá trình sản xuất.
1.1.Kiểm tra AOI
Kiểm tra AOI tự động quét các thành phần bị thiếu, đặt sai vị trí thành phần và các lỗi khác trên PCB.Thiết bị AOI sử dụng máy ảnh để chụp nhiều hình ảnh của PCB và so sánh chúng với bảng tham chiếu.Khi phát hiện thấy sự không phù hợp, nó có thể chỉ ra các lỗi có thể xảy ra.
1.2.Thử nghiệm thăm dò bay
Kiểm tra đầu dò bay được sử dụng để xác định ngắn mạch và hở mạch, các thành phần không chính xác (đi-ốt và bóng bán dẫn) và các lỗi bảo vệ đi-ốt.Các phương pháp sửa chữa PCB khác nhau có thể được sử dụng để sửa lỗi đoản mạch và lỗi linh kiện.
1.3.Kiểm tra FCT
FCT (Kiểm tra chức năng) chủ yếu tập trung vào kiểm tra chức năng của PCB.Các thông số thử nghiệm thường do các kỹ sư cung cấp và có thể bao gồm các thử nghiệm chuyển mạch đơn giản.Trong một số trường hợp, phần mềm chuyên dụng và các giao thức chính xác có thể được yêu cầu.Thử nghiệm chức năng kiểm tra trực tiếp chức năng của PCB trong các điều kiện môi trường thực tế.
2. Nguyên nhân điển hình gây hư hỏng PCB
Hiểu được nguyên nhân gây ra lỗi PCB có thể giúp bạn nhanh chóng xác định lỗi PCB.Dưới đây là một số lỗi phổ biến:
lỗi thành phần: Thay thế các thành phần bị lỗi có thể cho phép mạch hoạt động bình thường.
quá nóng: Nếu không quản lý nhiệt thích hợp, một số bộ phận có thể bị cháy.
Thiệt hại vật chất: Điều này chủ yếu là do xử lý thô bạo,
dẫn đến các vết nứt trong các thành phần, mối hàn, lớp mặt nạ hàn, vết và miếng đệm.
Sự ô nhiễm: Nếu PCB tiếp xúc với các điều kiện khắc nghiệt, các vết và các thành phần đồng khác có thể bị ăn mòn.
3. Làm cách nào để khắc phục lỗi PCB?
Danh sách sau đây là 8 phương pháp:
3-1.Tìm hiểu sơ đồ mạch
Có nhiều thành phần trên PCB, được kết nối với nhau thông qua các dấu vết đồng.Nó bao gồm nguồn điện, mặt đất và các tín hiệu khác nhau.Ngoài ra, có nhiều mạch, chẳng hạn như bộ lọc, tụ tách rời và cuộn cảm.Hiểu những điều này là rất quan trọng để sửa chữa PCB.
Biết cách theo dõi đường dẫn hiện tại và cách ly các phần bị lỗi dựa trên việc hiểu sơ đồ mạch.Nếu sơ đồ không có sẵn, có thể cần thiết kế ngược sơ đồ dựa trên bố cục PCB.
3-2.Kiểm tra trực quan
Như đã đề cập trước đó, quá nhiệt là một trong những nguyên nhân chính gây ra lỗi PCB.Bất kỳ thành phần bị cháy, dấu vết hoặc mối hàn nào đều có thể dễ dàng được xác định bằng mắt thường khi không có nguồn điện vào.Một số ví dụ về lỗi bao gồm:
- Phồng lên/chồng chéo/thiếu thành phần
- Dấu vết đổi màu
- Mối hàn nguội
- Hàn quá mức
- Thành phần bia mộ
- Nâng / thiếu miếng đệm
- Vết nứt trên PCB
Tất cả những điều này có thể được quan sát thông qua kiểm tra trực quan.
3-3.So sánh với một PCB giống hệt
Nếu bạn có một PCB giống hệt khác với một chiếc hoạt động bình thường và chiếc còn lại bị lỗi, việc này sẽ trở nên dễ dàng hơn nhiều.Bạn có thể so sánh trực quan các thành phần, sai lệch và lỗi trong dấu vết hoặc vias.Ngoài ra, bạn có thể sử dụng đồng hồ vạn năng để kiểm tra số đọc đầu vào và đầu ra của cả hai bảng.Nên thu được các giá trị tương tự do hai PCB giống hệt nhau.
3-4.Cô lập các thành phần bị lỗi
Khi kiểm tra trực quan là không đủ, bạn có thể dựa vào các công cụ như đồng hồ vạn năng hoặc đồng hồ đo LCR.Kiểm tra từng thành phần riêng lẻ dựa trên bảng dữ liệu và yêu cầu thiết kế.Ví dụ bao gồm điện trở, tụ điện, cuộn cảm, điốt, bóng bán dẫn và đèn LED.
Chẳng hạn, bạn có thể sử dụng cài đặt đi-ốt trên đồng hồ vạn năng để kiểm tra đi-ốt và bóng bán dẫn.Các mối nối cơ sở thu và cơ sở phát hoạt động như điốt.Đối với các thiết kế bảng mạch đơn giản, bạn có thể kiểm tra mạch hở và ngắn mạch trong tất cả các kết nối.Chỉ cần đặt đồng hồ ở chế độ điện trở hoặc liên tục và tiến hành kiểm tra từng kết nối.
Khi tiến hành kiểm tra, nếu các chỉ số nằm trong thông số kỹ thuật, thì bộ phận đó được coi là hoạt động bình thường.Nếu kết quả đọc bất thường hoặc cao hơn dự kiến, có thể có vấn đề với bộ phận hoặc mối hàn.Hiểu được điện áp dự kiến tại các điểm kiểm tra có thể hỗ trợ phân tích mạch.
Một phương pháp khác để đánh giá các thành phần là thông qua phân tích nút.Phương pháp này liên quan đến việc đặt điện áp lên các thành phần được chọn trong khi không cấp nguồn cho toàn bộ mạch và đo phản hồi điện áp (đáp ứng V).Xác định tất cả các nút và chọn tham chiếu được kết nối với các thành phần hoặc nguồn điện quan trọng.Sử dụng Định luật hiện tại của Kirchhoff (KCL) để tính toán điện áp nút chưa biết (các biến) và xác minh xem các giá trị này có khớp với giá trị dự kiến hay không.Nếu có vấn đề được quan sát thấy tại một nút cụ thể, điều đó cho thấy có lỗi tại nút đó.
3-5.Kiểm tra mạch tích hợp
Thử nghiệm các mạch tích hợp có thể là một nhiệm vụ quan trọng do tính phức tạp của chúng.Dưới đây là một số thử nghiệm có thể được thực hiện:
- Xác định tất cả các đánh dấu và kiểm tra IC bằng máy phân tích logic hoặc máy hiện sóng.
- Kiểm tra xem IC có được định hướng chính xác không.
- Đảm bảo tất cả các mối hàn nối với IC đều hoạt động tốt.
- Đánh giá tình trạng của bất kỳ bộ tản nhiệt hoặc miếng đệm nhiệt nào được kết nối với IC để đảm bảo tản nhiệt thích hợp.
3-6.Kiểm tra nguồn điện
Để khắc phục sự cố cấp điện, cần phải đo điện áp đường ray.Số đọc trên vôn kế có thể phản ánh giá trị đầu vào và đầu ra của các thành phần.Những thay đổi về điện áp có thể chỉ ra các sự cố mạch điện tiềm ẩn.Chẳng hạn, giá trị 0V trên thanh ray có thể cho biết nguồn điện bị đoản mạch, dẫn đến linh kiện quá nóng.Bằng cách tiến hành kiểm tra tính toàn vẹn của nguồn điện và so sánh các giá trị dự kiến với các phép đo thực tế, các nguồn cung cấp điện có vấn đề có thể được cách ly.
3-7.Xác định các điểm nóng mạch
Khi không thể tìm thấy các khuyết tật bằng mắt thường, có thể sử dụng kiểm tra vật lý thông qua tiêm điện để đánh giá mạch.Kết nối không chính xác có thể tạo ra nhiệt, có thể cảm nhận được bằng cách đặt tay lên bảng mạch.Một lựa chọn khác là sử dụng camera chụp ảnh nhiệt, thường được ưu tiên cho các mạch điện áp thấp.Cần thực hiện các biện pháp phòng ngừa an toàn cần thiết để tránh tai nạn điện.
Một phương pháp là đảm bảo rằng bạn chỉ sử dụng một tay để thử nghiệm.Nếu phát hiện thấy điểm nóng, điểm nóng cần được làm mát, sau đó kiểm tra tất cả các điểm kết nối để xác định vấn đề nằm ở đâu.
3-8.Khắc phục sự cố bằng Kỹ thuật thăm dò tín hiệu
Để sử dụng kỹ thuật này, điều quan trọng là phải hiểu về các giá trị và dạng sóng dự kiến tại các điểm kiểm tra.Kiểm tra điện áp có thể được thực hiện tại các điểm khác nhau bằng đồng hồ vạn năng, máy hiện sóng hoặc bất kỳ thiết bị chụp dạng sóng nào.Phân tích kết quả có thể hỗ trợ trong việc cô lập các lỗi.
4. Công cụ cần thiết để sửa chữa PCB
Trước khi tiến hành bất kỳ công việc sửa chữa nào, điều cần thiết là phải thu thập các dụng cụ cần thiết cho công việc, như câu nói 'Dao cùn không đốn được gỗ'.
● Cần có bàn làm việc được trang bị hệ thống tiếp đất ESD, ổ cắm điện và đèn chiếu sáng.
● Để hạn chế sốc nhiệt, có thể cần sử dụng bộ sưởi hồng ngoại hoặc bộ sưởi sơ bộ để làm nóng sơ bộ bảng mạch.
● Cần có hệ thống khoan chính xác để tạo rãnh và khoét lỗ trong quá trình sửa chữa.Hệ thống này cho phép kiểm soát đường kính và độ sâu của các rãnh.
● Cần có mỏ hàn tốt để hàn đảm bảo các mối hàn chính xác.
● Ngoài ra, cũng có thể cần phải mạ điện.
● Nếu lớp mặt nạ hàn bị hỏng cần phải sửa chữa.Trong những trường hợp như vậy, một lớp nhựa epoxy là tốt hơn.
5. Các biện pháp phòng ngừa an toàn trong quá trình sửa chữa PCB
Điều quan trọng là phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa để tránh tai nạn an toàn trong quá trình sửa chữa.
● Thiết bị bảo hộ: Khi làm việc với nhiệt độ cao hoặc công suất cao, bắt buộc phải mang thiết bị bảo hộ.Nên đeo kính và găng tay an toàn trong quá trình hàn và khoan, để bảo vệ chống lại các nguy cơ hóa chất tiềm ẩn.
Đeo găng tay khi sửa chữa PCB.
● Xả tĩnh điện (ESD): Để tránh bị điện giật do ESD gây ra, hãy đảm bảo rút phích cắm nguồn điện và xả hết điện dư.Bạn cũng có thể đeo vòng tay tiếp đất hoặc sử dụng thảm chống tĩnh điện để giảm thiểu hơn nữa nguy cơ ESD.
6. Làm thế nào để sửa chữa PCB?
Các lỗi phổ biến trong PCB thường liên quan đến các lỗi về dấu vết, thành phần và miếng hàn.
6-1.Sửa chữa dấu vết bị hư hỏng
Để sửa chữa các dấu vết bị hỏng hoặc bị hỏng trên PCB, hãy sử dụng một vật sắc nhọn để làm lộ diện tích bề mặt của dấu vết ban đầu và tháo mặt nạ hàn.Làm sạch bề mặt đồng bằng dung môi để loại bỏ bất kỳ mảnh vụn nào, giúp đạt được tính liên tục điện tốt hơn.
Ngoài ra, bạn có thể hàn dây nhảy để sửa chữa dấu vết.Đảm bảo rằng đường kính dây phù hợp với chiều rộng vết để có độ dẫn thích hợp.
6-2.Thay thế linh kiện bị lỗi
Thay thế các thành phần bị hư hỏng
Để loại bỏ các bộ phận bị lỗi hoặc chất hàn thừa ra khỏi các mối hàn, cần phải làm nóng chảy chất hàn, nhưng phải thận trọng để tránh tạo ra ứng suất nhiệt trên diện tích bề mặt xung quanh.Làm theo các bước dưới đây để thay thế các thành phần trong mạch:
● Làm nóng nhanh các mối hàn bằng que hàn hoặc dụng cụ tháo que hàn.
● Khi chất hàn đã tan chảy, sử dụng bơm khử chất hàn để loại bỏ chất lỏng.
● Sau khi loại bỏ tất cả các kết nối, thành phần sẽ được tháo ra.
● Tiếp theo, lắp ráp thành phần mới và hàn nó vào vị trí.
● Cắt bớt chiều dài thừa của các dây dẫn thành phần bằng máy cắt dây.
● Đảm bảo rằng các đầu cuối được kết nối theo cực yêu cầu.
6-3.Sửa chữa miếng hàn bị hư hỏng
Theo thời gian, các miếng hàn trên PCB có thể bị bong ra, ăn mòn hoặc gãy.Dưới đây là các phương pháp sửa chữa các miếng hàn bị hỏng:
Miếng hàn nâng: Làm sạch khu vực bằng dung môi bằng tăm bông.Để liên kết miếng đệm trở lại đúng vị trí, bôi nhựa epoxy dẫn điện lên miếng hàn và ấn nó xuống, để nhựa epoxy đóng rắn trước khi tiếp tục quá trình hàn.
Miếng hàn bị hư hỏng hoặc bị ô nhiễm: Tháo hoặc cắt bỏ miếng hàn bị hỏng, để lộ dấu vết được kết nối bằng cách cạo lớp mặt nạ hàn xung quanh miếng hàn.Làm sạch khu vực bằng dung môi bằng tăm bông.Trên miếng hàn mới (được kết nối với dấu vết), phủ một lớp nhựa epoxy dẫn điện và cố định nó vào vị trí.Tiếp theo, thêm nhựa epoxy vào giữa dấu vết và miếng hàn.Chữa nó trước khi tiến hành quá trình hàn.
Công ty TNHH PCB ANKE Thâm Quyến
2023-7-20
Thời gian đăng bài: 21-07-2023
