Resolución de problemas de PCB:guía definitiva sobre el propósito y los problemas Objetivo

En la solución de problemas de PCB, es común que una fracción de PCB fabricados falle las pruebas de control de calidad. Por lo tanto, la resolución de problemas de PCB suele ser la única forma de salvarlos. La solución de problemas de PCB es, por lo tanto, una medida de ahorro crucial para la fabricación de componentes electrónicos de PCB.

Sin embargo, a veces, puede ser más fácil o más económico deshacerse del dispositivo que no funciona bien o reemplazarlo por uno nuevo. Eso plantea muchas preguntas sobre el alcance de la solución de problemas de PCB.

Para empezar, sus experiencias con la solución de problemas pueden determinar lo que puede lograr con la solución de problemas de PCB. Aquellos que estén cerca del origen de la curva de aprendizaje tendrán más dificultades para trabajar con las opciones de solución de problemas de PCB.

Este dossier es una primicia interna de la solución de problemas de PCB, para ayudarlo a facilitar su camino a través de la curva de aprendizaje. Revela información sobre el alcance de la solución de problemas, para ayudarlo a tomar las decisiones correctas sobre una PCB defectuosa.

Resolución de problemas de PCB

Descripción general de la solución de problemas de PCB

La calidad de un dispositivo PBC depende del grado de precisión con el que realiza sus funciones. Pero los aportes humanos en sus procesos de fabricación pueden generar caballos de Troya.

Los errores humanos puros suelen ser las causas principales de los defectos en los PBC. Algunos de estos errores incluyen componentes soldados incorrectamente, el uso de voltajes inadecuados, etc. Sin embargo, hay una serie de otros defectos que no son resultados directos del error humano, como la degradación de los componentes.

Pero una característica común de ambos conjuntos de errores es que la mayoría de estos defectos suelen ser difíciles de descifrar. En tales casos, las técnicas de solución de problemas lo ayudan a obtener información.

El alcance de los problemas que trata la solución de problemas de PCB

Las operaciones de la electrónica de PCB giran en torno a la electricidad, que es el flujo de electrones de un nivel a otro. Las funciones de la electrónica de PCB se basan en la regulación de voltaje y corrientes dentro de la placa de circuito.

Los elementos que dotan a una PCB electrónica con tales atributos regulatorios incluyen resistencias, capacitores, inductores y cableado soldado. Sin embargo, los daños debidos a picos de voltaje y torrentes de sobrecorriente pueden alterar el patrón de flujo de electrones en la placa.

La mayoría de los defectos que resultan de dichas interrupciones se conocen como fallas intermitentes.

Factores que determinan qué técnica de resolución de problemas es la más eficaz en un caso determinado

El número de capas, el tamaño, la gama de componentes, etc., influyen en la viabilidad de una técnica de solución de problemas de PBC utilizada. Es muy probable que las placas altamente sofisticadas requieran que solucione los problemas con un equipo especial.

Sin embargo, el equipo eléctrico básico lo ayudará a solucionar con éxito los problemas de los PBC la mayor parte del tiempo. Esto se debe a que, en general, los PBC son bastante fáciles de solucionar. Por lo tanto, le resultará fácil solucionar un PBC promedio sin el uso de herramientas avanzadas.

Una de las herramientas más dinámicas para solucionar problemas de PCB es el multímetro. Sin embargo, en casos muy complejos, es posible que deba utilizar equipos avanzados, como un analizador lógico, un osciloscopio y un medidor LCR.

Estas herramientas desbloquean información sobre los comportamientos operativos y el mapeo de una PCB.

¿Está interesado en obtener más información sobre cómo las herramientas de solución de problemas revelan el mapeo y las operaciones de PBC? El siguiente capítulo profundiza en esto.

Asignación de PCB y resolución de problemas

La importancia del mapeo de PCB en la solución de problemas de PCB

Una placa de circuito impreso típica consta de una red de trazas de cobre y aisladores que conectan grupos de componentes en una placa de circuito. Una de las razones por las que algunas PCB son más fáciles de solucionar que otras es la disponibilidad del esquema de la PCB.

Es más fácil solucionar los problemas de una PCB si ya tiene una comprensión clara de su flujo de corriente, señales y rastros. Es esencial que sepa qué capacitor se empareja con qué resistencia para solucionar el problema.

Comprender la posición del divisor de voltaje, el filtro y el estrangulador en la PCB también es esencial, pero si no comprende la configuración de una PCB, lo mejor es solucionar los problemas comenzando con los conectores.

Los conectores son la interfaz desde la cual las entradas erróneas del entorno externo llegan a la PCB. Estas entradas erróneas pueden provocar picos de voltaje, torrentes de sobrecorriente y similares. Sin embargo, debe estar bien versado en el mapeo de una PCB para solucionar problemas sin acceso a los esquemas de la placa. Si no es así, puede llevar mucho tiempo rastrear la configuración de la PCB.

Cómo trazar un PCB

Una forma de comenzar a solucionar problemas sin comprender los esquemas de la PCB es usar sondas de multímetro estándar. Sin embargo, esto puede ser tedioso, ya que deberá probar cada unión de soldadura con la sonda del multímetro.

Sin embargo, una forma más natural de rastrear la PCB es usando una pieza de aluminio. Esta técnica le permite buscar conexiones PBC en un área más amplia por tiempo, minimizando el tiempo y los esfuerzos. Para hacer esto, necesita un multímetro, cables con pinzas de cocodrilo, un trozo de papel de aluminio y un cortador de cables.

Comience por pelar 2 cm del cable en un extremo y 4-5 cm en el otro extremo. Envuelve el trozo de papel de aluminio alrededor del alambre. Luego, conecta el cable de la lámina al cable del multímetro. Envuelve la lámina alrededor de uno de tus dedos y luego toca el segundo cable del multímetro con ese dedo.

Ayudaría si estuviera obteniendo una medición de resistencia de 0 ohmios. Sin embargo, si la lectura es superior a 15-20 ohmios, debe realizar la operación de frustrado nuevamente.

Después de completar con éxito, use la sonda del multímetro para tocar el tablero en un lugar a la vez. Por lo tanto, coloque su dedo sobre la lámina y toque la parte soldada del conjunto. De esta manera puedes cubrir rápidamente más áreas. Cuando el multímetro emite un pitido, significa que ha encontrado una pista que conecta los componentes.

Ahora que sabe mucho sobre el mapeo de PCB, debe estar preparado para aprender los pasos de solución de problemas.

Cómo solucionar problemas

Estos son algunos de los pasos cruciales que debe seguir primero al solucionar problemas de un PBC:

Inspección Visual

Realice una inspección visual de la placa para identificar componentes quemados, grietas y juntas secas. Esta es una de las formas más fáciles de solucionar problemas sin energía.

Una buena lupa es una herramienta crucial para la inspección visual, ya que puede haber algunos pequeños daños físicos.

Obtendrá más información sobre la inspección visual en los capítulos siguientes.

Inspección física de la fuente de alimentación

Si la inspección visual no conduce a ningún hallazgo significativo, entonces es hora de verificar la fuente de alimentación. Debe asegurarse de que el circuito integrado (IC) reciba los niveles apropiados de la fuente de alimentación.

Los niveles inadecuados de suministro de energía al IC pueden causar sobrecalentamiento o sobrecarga en la placa. Puede rastrear fácilmente dónde los altos voltajes podrían haber causado daños simplemente tocando la superficie y los componentes de PBC.

Al tocar varias partes del circuito, también altera la impedancia del circuito. Entonces, dado que esto altera el comportamiento del sistema, puede ayudarlo a rastrear las partes que necesitan capacitancia adicional.

Puede usar aire comprimido enlatado para enfriar un punto de acceso para probar si el componente funciona correctamente. Sin embargo, debe tomar algunas precauciones al hacer esto.

Una precaución que debe tomar durante la inspección física es asegurarse de tocar el PBC con una mano cada vez. Eso evita que las sacudidas eléctricas lleguen al corazón y provoquen descargas mortales. Una buena práctica es mantener una mano en el bolsillo mientras toca un circuito activo.

Otra precaución crítica es bloquear cualquier camino potencial a tierra para la corriente para evitar descargas. Estos caminos incluyen sus pies descalzos, así como una correa de conexión a tierra sin resistencia.

Pruebas de componentes explícitos

Esa es la etapa de resolución de problemas en la que deberá comenzar a usar herramientas de prueba. Primero, debe medir los voltajes de la fuente de alimentación en toda la placa.

Luego, mida los voltajes en varias partes del circuito para identificar cualquier parte con voltajes inadecuados. El diagrama del circuito será útil en esta etapa.

Ahora que conoce algunos de los pasos necesarios para solucionar problemas de PBC, es posible que desee saber cuál es el mejor paso. Descubra los mejores pasos para solucionar problemas de PBC en el próximo capítulo.

Las mejores formas de solucionar problemas de PCB

Análisis nodal

La mejor técnica de solución de problemas de PCB es probar los componentes mediante análisis nodal. Esta técnica le permite probar PCB sin encender la placa. Solo necesita aplicar energía al componente particular que desea probar por vez. El objetivo es medir el voltaje aplicado y la respuesta actual del componente.

El análisis nodal implica medir sistemáticamente los voltajes en nodos específicos para compararlos con el voltaje de un nodo de referencia. Este nodo de referencia se selecciona aleatoriamente entre los distintos nodos del tablero. La técnica implica aplicar el KCL para determinar la diferencia entre los voltajes de los nodos en términos de corrientes de rama.

La diferencia entre los voltajes nodales está determinada por un sistema de ecuaciones que describen las operaciones del circuito. Puede determinar rápidamente la respuesta actual en un nodo una vez que haya descubierto la ecuación.

Habrá un total de N-1 ecuaciones independientes que producirán voltajes de nodo ya que un nodo sirve como nodo de referencia. Luego puede aplicar la ley de ohmios a los voltajes de los nodos medidos para descifrar las corrientes en el circuito.

Cómo implementar el análisis nodal

1. Identifique el número de nodos, luego elija y etiquete el nodo de referencia. La regla general es seleccionar un nodo que conecte la mayor cantidad de elementos o fuentes de voltaje o un nodo asimétrico.

2. Asigne una variable a cada uno de los voltajes desconocidos de un nodo. Entonces, exprese el voltaje desconocido a los voltajes conocidos.

3. Escriba ecuaciones que expresen el valor de las fuentes secundarias con respecto a los voltajes de los nodos.

4. Escriba una ecuación KCL para cada nodo reduciendo a cero la corriente de salida del nodo. La KCL sostiene que la suma algebraica de todas las corrientes que entran y salen de un nodo es igual a cero. Use el KCL para determinar las variables desconocidas.

5. Para fuentes de voltaje entre dos voltajes desconocidos, combine los dos nodos en un supernodo y expréselo en una sola ecuación.

Problemas de PCB y cómo solucionarlos

Los errores son casi inevitables en los procesos de diseño y fabricación de PBC. Sin embargo, estos problemas son problemas comunes que puede resolver rápidamente. El siguiente es un resumen de los tres problemas más comunes y cómo puede superarlos:

Espacio de cobre al borde defectuoso

El cobre tiene excelentes propiedades conductoras. Sin embargo, generalmente se recubre con otros materiales porque es fácilmente susceptible a la corrosión y al desgaste.

Sin embargo, durante el recorte, el revestimiento de un accesorio de cobre que está cerca del borde puede rasparse. Puede resultar en numerosos defectos en la electrónica PBC. Esta exposición puede incluso provocar descargas eléctricas

descargas cuando alguien toca la PCB directamente.

Una forma sencilla de solucionar este problema es asegurarse de que haya suficiente espacio entre el cobre y los bordes de la placa. Este espacio se conoce como espacio libre entre el cobre y el borde o entre la placa y el borde.

Interferencia electromagnética de las operaciones de Midget Relay

Los PBC producen descargas de arco cuando cortan corrientes altas, y eso da lugar a relés enanos que producen interferencias electromagnéticas. Esta interferencia puede hacer que una CPU se reinicie con frecuencia, así como que los decodificadores produzcan señales incorrectas.

Puede resolver este problema mejorando las capacidades antiinterferencias de la CPU o reduciendo la fuente de la interferencia.

Trampas de ácido

Los ácidos rellenan los ángulos agudos de una PBC durante el proceso de grabado. Los ácidos atrapados pueden corroer las tablas y causar defectos. Las trampas de ácido son muy comunes y, por lo general, son uno de los principales errores que se abordan en una verificación de DFM.

Técnicas de solución de problemas de PCB

Inspección Visual

Es una de las técnicas de solución de problemas de PCB más cómodas y efectivas. Gira en torno a la búsqueda de marcas de quemaduras marrones que resultan de componentes sobrecalentados.

La inspección visual también tiene como objetivo identificar las uniones de soldadura defectuosas. Una buena junta de soldadura parece típicamente suave y brillante. Una junta de aspecto opaco puede ser indicativo de una junta seca. Una junta seca provoca un contacto débil en la junta de soldadura, alterando la conducción del circuito.

A veces, la articulación seca y las marcas de quemaduras pueden ser invisibles a simple vista. Una lupa puede ayudarte a identificar los daños que eluden a simple vista. Una lupa es, por lo tanto, una herramienta esencial para la solución de problemas de PBC.

Comparación de placas de circuitos

Esta es otra técnica de solución de problemas de PCB rápida pero altamente efectiva. Implica una comparación rápida de las placas de circuito defectuosas con las buenas. Esta comparación generalmente se realiza inspeccionando los puntos de referencia tanto de la placa de circuito defectuosa como de la primera utilizando un multímetro y luego comparando los valores obtenidos.

Pruebas de componentes discretos

Esa es una de las técnicas de solución de problemas de PCB más efectivas porque implica probar cada componente. Estos componentes incluyen el capacitor, la resistencia, el LED, el diodo y otros componentes activos discretos.

Puede usar un multímetro o un medidor LCR para esta técnica de resolución de problemas. El método de análisis nodal descrito anteriormente también es otra variación de esta técnica.

El objetivo es identificar componentes con valores que son más altos que su valor de componente declarado. Tales valores más altos generalmente ocurren como resultado de un sobrecalentamiento, una mala soldadura o un defecto inerte en el componente.

Señal de sondeo

Esta técnica requiere una comprensión clara de los circuitos para identificar el punto de prueba de la señal e interpretar los resultados. El sondeo de señales generalmente involucra pruebas de voltaje que involucran el uso de un multímetro portátil, así como la captura de formas de onda que involucran el uso de un osciloscopio.

En la prueba de voltaje, un nivel de voltaje más bajo indica una fuga en el circuito integrado. La captura de forma de onda, que muestra cómo cambian las señales, le brinda más información que la prueba de voltaje.

Ahora sabe mucho sobre las técnicas de solución de problemas de PCB más utilizadas. Sin embargo, ¿qué puedes lograr con toda la información?

Conclusión

La solución de problemas de PCB requiere atención a los detalles, determinación y enfoque. El método y las herramientas de solución de problemas más efectivos dependen del nivel de complejidad de la PCB y de su experiencia.

Con una amplia experiencia, puede solucionar rápidamente casi cualquier tipo de PCB sin utilizar herramientas avanzadas. Sin embargo, si no tiene las herramientas o la experiencia para solucionar problemas con una PCB, es esencial ponerse en contacto con expertos en el campo para no causar más daños.