檢測(cè)修理

　　一、帶程序的芯片

　　1.EPROM芯片一般不宜損壞。因這種芯片需要紫外光才能擦除掉程序， 故在測(cè)試中不會(huì)損壞程序。但有資料介紹：因制作芯片的材料所致，隨著時(shí)間的推移(年頭長(zhǎng)了)，即便不用也有可能損壞(主要指程序)。所以要 盡可能給以備份。

　　2.EEPROM,SPROM等以及帶電池的RAM芯片，均極易破壞程序。這類芯片 是否在使用<測(cè)試儀>進(jìn)行VI曲線掃描后，是否就破壞了程序，還未有定論。盡管如此，同仁們?cè)谟龅竭@種情況時(shí)，還是小心為妙。筆者曾經(jīng)做過(guò) 多次試驗(yàn)，可能大的原因是：檢修工具(如測(cè)試儀，電烙鐵等)的外殼漏電 所致。

　　3.對(duì)于電路板上帶有電池的芯片不要輕易將其從板上拆下來(lái)。

　　二、復(fù)位電路

　　1.待修電路板上有大規(guī)模集成電路時(shí)，應(yīng)注意復(fù)位問(wèn)題。

　　2.在測(cè)試前最好裝回設(shè)備上，反復(fù)開(kāi)，關(guān)機(jī)器試一試。以及多按幾次復(fù)位鍵。

　　三、功能與參數(shù)測(cè)試

　　1.<測(cè)試儀>對(duì)器件的檢測(cè)，僅能反應(yīng)出截止區(qū)，放大區(qū)和飽和區(qū)。但不 能測(cè)出工作頻率的高低和速度的快慢等具體數(shù)值等。

　　2.同理對(duì)TTL數(shù)字芯片而言，也只能知道有高低電平的輸出變化。而無(wú) 法查出它的上升與下降沿的速度。

　　四、晶體振蕩器

　　1.通常只能用示波器(晶振需加電)或頻率計(jì)測(cè)試，萬(wàn)用表等無(wú)法測(cè)量， 否則只能采用代換法了。

　　2.晶振常見(jiàn)故障有：a.內(nèi)部漏電，b.內(nèi)部開(kāi)路c.變質(zhì)頻偏d.外圍相連電 容漏電。這里漏電現(xiàn)象，用<測(cè)試儀>的VI曲線應(yīng)能測(cè)出。

　　3.整板測(cè)試時(shí)可采用兩種判斷方法：a.測(cè)試時(shí)晶振附近既周圍的有關(guān) 芯片不通過(guò)。b.除晶振外沒(méi)找到其它故障點(diǎn)。

　　4.晶振常見(jiàn)有2種：a.兩腳。b.四腳，其中第2腳是加電源的，注意不可隨 意短路。

　　五、故障現(xiàn)象的分布

　　1.電路板故障部位的不完全統(tǒng)計(jì)：1)芯片損壞30%, 2)分立元件損壞30%,

　　3)連線(PCB板敷銅線)斷裂30%, 4)程序破壞或丟失10%(有上升趨勢(shì))。

　　2.由上可知，當(dāng)待修電路板出現(xiàn)聯(lián)線和程序有問(wèn)題時(shí)，又沒(méi)有好板子，既 不熟悉它的連線，找不到原程序。此板修好的可能性就不大了。

　　兼容設(shè)計(jì)

　　電磁兼容性是指電子設(shè)備在各種電磁環(huán)境中仍能夠協(xié)調(diào)、有效地進(jìn)行工作的能力。目的是使電子設(shè)備既能抑制各種外來(lái)的干擾，使電子設(shè)備在特定的電磁環(huán)境中能夠正常工作，同時(shí)又能減少電子設(shè)備本身對(duì)其它電子設(shè)備的電磁干擾。

　　1、選擇合理的導(dǎo)線寬度由于瞬變電流在PCB電路板印制線條上所產(chǎn)生的沖擊干擾主要是由印制導(dǎo)線的電感成分造成的，因此應(yīng)盡量減小印制導(dǎo)線的電感量。

　　2、采用正確的布線策略采用平等走線可以減少導(dǎo)線電感，但導(dǎo)線之間的互感和分布電容增加，如果布局允許，最好采用井字形網(wǎng)狀布線結(jié)構(gòu)，具體做法是印制板的一面橫向布線，另一面縱向布線，然后在交叉孔處用金屬化孔相連。

　　3、為了抑制PCB電路板導(dǎo)線之間的串?dāng)_，在設(shè)計(jì)布線時(shí)應(yīng)盡量避免長(zhǎng)距離的平等走線，盡可能拉開(kāi)線與線之間的距離，信號(hào)線與地線及電源線盡可能不交叉。在一些對(duì)干擾十分敏感的信號(hào)線之間設(shè)置一根接地的印制線，可以有效地抑制串?dāng)_。

　　組成

　　電路板主要由焊盤、過(guò)孔、安裝孔、導(dǎo)線、元器件、接插件、填充、電氣邊界等組成，各組成部分的主要功能如下：

　　焊盤：用于焊接元器件引腳的金屬孔。

　　過(guò)孔：有金屬過(guò)孔 和 非金屬過(guò)孔，其中金屬過(guò)孔用于連接各層之間元器件引腳。

　　安裝孔：用于固定電路板。

　　導(dǎo)線：用于連接元器件引腳的電氣網(wǎng)絡(luò)銅膜。

　　接插件：用于電路板之間連接的元器件。

　　填充：用于地線網(wǎng)絡(luò)的敷銅，可以有效的減小阻抗。

　　電氣邊界：用于確定電路板的尺寸，所有電路板上的元器件都不能超過(guò)該邊界。

　　主要分類

　　電路板系統(tǒng)分類為以下三種：

　　單面板

　　Single-Sided Boards

　　我們剛剛提到過(guò)，所以我們就稱這種PCB叫作單面板(Single-sided)。因?yàn)閱蚊姘逶谠O(shè)計(jì)線路上有許多嚴(yán)格的限制(因?yàn)橹挥幸幻妫季€間不能交*而必須繞獨(dú)自的路徑)，所以只有早期的電路才使用這類的板子。

　　雙面板

　　Double-Sided Boards

　　這種電路板的兩面都有布線。不過(guò)要用上兩面的導(dǎo)線，必須要在兩面間有適當(dāng)?shù)碾娐愤B接才行。這種電路間的「橋梁」叫做導(dǎo)孔(via)。導(dǎo)孔是在PCB上，充滿或涂上金屬的小洞，它可以與兩面的導(dǎo)線相連接。因?yàn)殡p面板的面積比單面板大了一倍，而且因?yàn)椴季€可以互相交錯(cuò)(可以繞到另一面)，它更適合用在比單面板更復(fù)雜的電路上。

　　多層板

　　【多層板】在較復(fù)雜的應(yīng)用需求時(shí)，電路可以被布置成多層的結(jié)構(gòu)并壓合在一起，并在層間布建通孔電路連通各層電路。

　　內(nèi)層線路

　　銅箔基板先裁切成適合加工生產(chǎn)的尺寸大小?；鍓耗で巴ǔＰ柘扔盟⒛ァ⑽⑽g等方法將板面銅箔做適當(dāng)?shù)拇只幚?，再以適當(dāng)?shù)臏囟燃皦毫⒏赡す庾杳芎腺N附其上。將貼好干膜光阻的基板送入紫外線曝光機(jī)中曝光，光阻在底片透光區(qū)域受紫外線照射后會(huì)產(chǎn)生聚合反應(yīng)(該區(qū)域的干膜在稍后的顯影、蝕銅步驟中將被保留下來(lái)當(dāng)作蝕刻阻劑)，而將底片上的線路影像移轉(zhuǎn)到板面干膜光阻上。撕去膜面上的保護(hù)膠膜后，先以碳酸鈉水溶液將膜面上未受光照的區(qū)域顯影去除，再用鹽酸及雙氧水混合溶液將裸露出來(lái)的銅箔腐蝕去除，形成線路。最后再以氫氧化鈉水溶液將功成身退的干膜光阻洗除。對(duì)于六層(含)以上的內(nèi)層線路板以自動(dòng)定位沖孔機(jī)沖出層間線路對(duì)位的鉚合基準(zhǔn)孔。Multi-Layer Boards

　　為了增加可以布線的面積，多層板用上了更多單或雙面的布線板。多層板使用數(shù)片雙面板，并在每層板間放進(jìn)一層絕緣層后黏牢(壓合)。

　　板子的層數(shù)就代表了有幾層獨(dú)立的布線層，通常層數(shù)都是偶數(shù)，并且包含最外側(cè)的兩層。大部分的主機(jī)板都是4到8層的結(jié)構(gòu)，不過(guò)技術(shù)上可以做到近100層的PCB板。大型的超級(jí)計(jì)算機(jī)大多使用相當(dāng)多層的主機(jī)板，不過(guò)因?yàn)檫@類計(jì)算機(jī)已經(jīng)可以用許多普通計(jì)算機(jī)的集群代替，超多層板已經(jīng)漸漸不被使用了。因?yàn)镻CB中的各層都緊密的結(jié)合，一般不太容易看出實(shí)際數(shù)目，不過(guò)如果您仔細(xì)觀察主機(jī)板，也許可以看出來(lái)。

　　電路板的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)隨著表面貼裝技術(shù)的引入而得到應(yīng)用，并使得電路板的封裝密度飛速增加。因此，即使對(duì)于密度不高、一般數(shù)量的電路板，電路板的自動(dòng)檢測(cè)不但是基本的，而且也是經(jīng)濟(jì)的。在復(fù)雜的電路板檢測(cè)中，兩種常見(jiàn)的方法是針床測(cè)試法和雙探針或飛針測(cè)試法。

　　檢測(cè)儀編輯

　　根據(jù)電路板的材質(zhì)的特性及廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域，為了更有效節(jié)省體積和達(dá)到一定的精確度，使三度空間的特性和薄的厚度更好的應(yīng)用到數(shù)碼產(chǎn)品、手機(jī)和筆記本電腦中。推薦適合電路板(FPC)檢測(cè)的儀器有MUMA200全鋁合金式光學(xué)影像測(cè)量?jī)x、三軸全自動(dòng)光學(xué)影像測(cè)量?jī)xVMC250S、VMC四軸全自動(dòng)光學(xué)影像測(cè)量?jī)x、VMS系列光學(xué)影像測(cè)量?jī)x等等。

　　測(cè)試方法

　　針床法

　　這種方法由帶有彈簧的探針連接到電路板上的每一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。彈簧使每個(gè)探針具有100 - 200g 的壓力，以保證每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)接觸良好，這樣的探針排列在一起被稱為“針床”。在檢測(cè)軟件的控制下，可以對(duì)檢測(cè)點(diǎn)和檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行編程，圖14-3 是一種典型的針床測(cè)試儀結(jié)構(gòu)，檢測(cè)者可以獲知所有測(cè)試點(diǎn)的信息。實(shí)際上只有那些需要測(cè)試的測(cè)試點(diǎn)的探針是安裝了的。盡管使用針床測(cè)試法可能同時(shí)在電路板的兩面進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)設(shè)計(jì)電路板時(shí)，還是應(yīng)該使所有的檢測(cè)點(diǎn)在電路板的焊接面。針床測(cè)試儀設(shè)備昂貴，且很難維修。針頭依據(jù)其具體應(yīng)用選不同排列的探針。

　　一種基本的通用柵格處理器由一個(gè)鉆孔的板子構(gòu)成，其上插針的中心間距為100 、75 或50mil。插針起探針的作用，并利用電路板上的電連接器或節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接的機(jī)械連接。如果電路板上的焊盤與測(cè)試柵格相配，那么按照規(guī)范打孔的聚醋薄膜就會(huì)被放置在柵格和電路板之間，以便于設(shè)計(jì)特定的探測(cè)。連續(xù)性檢測(cè)是通過(guò)訪問(wèn)網(wǎng)格的末端點(diǎn)(已被定義為焊盤的x-y 坐標(biāo))實(shí)現(xiàn)的。既然電路板上的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)都進(jìn)行連續(xù)性檢測(cè)。這樣，一個(gè)獨(dú)立的檢測(cè)就完成了。然而，探針的接近程度限制了針床測(cè)試法的效能。

　　觀測(cè)

　　電路板體積小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此對(duì)電路板的觀察也必須用到專業(yè)的觀測(cè)儀器。一般的，我們采用便攜式視頻顯微鏡來(lái)觀察電路板的結(jié)構(gòu)，通過(guò)視頻顯微攝像頭，可以清晰從顯微鏡看到非常直觀的電路板的顯微結(jié)構(gòu)。通過(guò)這種方式，我們就比較容易進(jìn)行電路板的設(shè)計(jì)和檢測(cè)了?，F(xiàn)工廠現(xiàn)場(chǎng)采用的便攜式視頻顯微鏡，采用的便攜式視頻顯微鏡MSA200、VT101，因它可實(shí)現(xiàn)“隨時(shí)觀測(cè)、隨時(shí)檢測(cè)、多人討論”比傳統(tǒng)的顯微鏡更加方便!

　　飛針測(cè)試

　　飛針測(cè)試儀不依賴于安裝在夾具或支架上的插腳圖案?；谶@種系統(tǒng)，兩個(gè)或更多的探針安裝在x-y 平面上可自由移動(dòng)的微小磁頭上，測(cè)試點(diǎn)由CADI Gerber 數(shù)據(jù)直接控制。雙探針能在彼此相距4mil 的范圍內(nèi)移動(dòng)。探針能夠獨(dú)立地移動(dòng)，并且沒(méi)有真正的限定它們彼此靠近的程度。帶有兩個(gè)可來(lái)回移動(dòng)的臂狀物的測(cè)試儀是以電容的測(cè)量為基礎(chǔ)的。將電路板緊壓著放在一塊金屬板上的絕緣層上，作為電容器的另一個(gè)金屬板。假如在線路之間有一條短路，電容將比在一個(gè)確定的點(diǎn)上大。如果有-條斷路，電容將變小。

　　測(cè)試速度是選擇測(cè)試儀的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。針床測(cè)試儀能夠一次精確地測(cè)試數(shù)千個(gè)測(cè)試點(diǎn)，而飛針測(cè)試儀一次僅僅能測(cè)試兩個(gè)或四個(gè)測(cè)試點(diǎn)。另外，針床測(cè)試儀進(jìn)行單面測(cè)試時(shí)，可能僅僅花費(fèi)20 - 305 ，這要根據(jù)板子的復(fù)雜性而定，而飛針測(cè)試儀則需要Ih 或更多的時(shí)間完成同樣的評(píng)估。Shipley (1991) 解釋說(shuō)，即使高產(chǎn)量印制電路板的生產(chǎn)商認(rèn)為移動(dòng)的飛針測(cè)試技術(shù)慢，但是這種方法對(duì)于較低產(chǎn)量的復(fù)雜電路板的生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)還是不錯(cuò)的選擇。

　　對(duì)于裸板測(cè)試來(lái)說(shuō)，有專用的測(cè)試儀器(Lea,1990)。一種成本更為優(yōu)化的方法是使用一個(gè)通用的儀器，盡管這類儀器最初比專用的儀器更昂貴，但它最初的高費(fèi)用將被個(gè)別配置成本的減少抵消。對(duì)于通用的柵格，帶引腳元器件的板子和表面貼裝設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)柵格是2.5mm。此時(shí)測(cè)試焊盤應(yīng)該大于或等于1.3mm。對(duì)于Imm 的柵格，測(cè)試焊盤設(shè)計(jì)得要大于0.7mm。假如柵格較小，則測(cè)試針小而脆，并且容易損壞。因此，最好選用大于2.5mm 的柵格。Crum (1994b) 闡明，將通用測(cè)試儀(標(biāo)準(zhǔn)的柵格測(cè)試儀)和飛針測(cè)試儀聯(lián)合使用，可使高密度電路板的檢測(cè)即精確又經(jīng)濟(jì)。他建議的另外一種方法是使用導(dǎo)電橡膠測(cè)試儀，這種技術(shù)可以用來(lái)檢測(cè)偏離柵格的點(diǎn)。然而，采用熱風(fēng)整平處理的焊盤高度不同，將有礙測(cè)試點(diǎn)的連接。

　　通常進(jìn)行以下三個(gè)層次的檢測(cè)：

　　1)裸板檢測(cè);

　　2) 在線檢測(cè);

　　3)功能檢測(cè)。

　　采用通用類型的測(cè)試儀，可以對(duì)一類風(fēng)格和類型的電路板進(jìn)行檢測(cè)，也可以用于特殊應(yīng)用的檢測(cè)。

　　維修知識(shí)

　　電路板維修是一門新興的修理行業(yè)。工業(yè)設(shè)備的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，所以各個(gè)行業(yè)的工控板的數(shù)量也越來(lái)越多，工控板損壞后，更換電路板所需的高額費(fèi)用(少則幾千元，多則上萬(wàn)或幾十萬(wàn)元)也成為各企業(yè)非常頭痛的一件事。其實(shí)，這些損壞的電路板絕大多數(shù)在國(guó)內(nèi)是可以維修的，而且費(fèi)用只是購(gòu)買一塊新板的20%-30%，所用時(shí)間也比國(guó)外定板的時(shí)間短的多。下面介紹下電路板維修基礎(chǔ)知識(shí)。

　　幾乎所有的電路板維修都沒(méi)有圖紙材料，因此很多人對(duì)電路板維修持懷疑態(tài)度，雖然各種電路板千差萬(wàn)別，但是不變的是每種電路板都是由各種集成塊、電阻、電容及其它器件構(gòu)成的，所以電路板損壞一定是其中某個(gè)或某些個(gè)器件損壞造成的，電路板維修的思想就是基于上述因素建立起來(lái)的。電路板維修分為檢測(cè)跟維修兩個(gè)部分，其中檢測(cè)占據(jù)了很重要的位置。對(duì)電路板上的每一個(gè)器件進(jìn)行修基礎(chǔ)知識(shí)的驗(yàn)測(cè)，直到將壞件找到更換掉，那么一塊電路板就修好了。

　　電路板檢測(cè)就是對(duì)電路板上的每一個(gè)電子元件故障的查找、確定和糾正的過(guò)程。其實(shí)整個(gè)檢測(cè)過(guò)程是思維過(guò)程和提供邏輯推理線索的測(cè)試過(guò)程，所以，檢測(cè)工程師必需要在電路板的維護(hù)、測(cè)試、檢修過(guò)程中，逐漸地積累經(jīng)驗(yàn)，不斷地提高水平。一般的電子設(shè)備都是由成千上萬(wàn)的元器件組成的，在維護(hù)、檢修時(shí)，若靠直接一一測(cè)試檢查電路板中的每一個(gè)元器件來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的話將十分費(fèi)時(shí)，實(shí)施起來(lái)也非常困難。那么從故障現(xiàn)象到故障原因的對(duì)號(hào)入座式的檢修方式，是一種重要的檢修方法。電路板只要檢測(cè)出了問(wèn)題的所在，那么維修就很容易了。以上即為電路板維修基礎(chǔ)知識(shí)介紹。