每个设计师的职业生涯中都会遇到这种情况:收到一批组装好的电路板,却发现没有一块能正常工作。接下来就是一系列繁琐的故障排除步骤,试图找到问题的根源。人们自然会怀疑是某个元件出了问题,但事实并非总是如此。

如果您了解如何检测电子元件,并且知道何时进行这些检测,就能节省大量时间和精力。正如我们将看到的,并非所有电子元件都需要进行全面检测,因为某些电路板故障可能伪装成元件故障。继续阅读,了解如何在不给自己增加过多工作量的情况下检测电子元件。
何时检测电子元件
如果你对电子行业有所了解,就会知道它非常注重规避风险,并且对质量要求极高。这意味着各个层级的产品都要经过一系列检测,以确保其可靠性和功能性。这包括半导体制造商和被动元件制造商,而被动元件几乎构成了典型电路板上的所有组件。
虽然所有组件在装入PCBA之前都会经过一系列检测,但在某些情况下,还需要进行额外的检测。这些额外的可靠性检测或调试检测有助于识别故障组件和装配体,设计人员可以据此确定可能需要进行的设计变更,以确保高可靠性。
制造过程中
航空航天和汽车系统等高可靠性应用可能需要根据各种安全和行业标准进行额外的检测。部分检测包括:
热循环和热冲击试验
HALT/HASS 检测
老化检测
机械冲击试验
这些系统级检测通常用于识别故障的PCBA或单个组件,制造商可能会据此提出设计变更建议。这些检测仅在大批量生产中才具有成本效益,因此通常不会在原型制作过程中进行。更多情况下,设计人员需要在电路板调试期间进行手动检测。
调试和电路板启动期间的检测
电路板调试可能是一件令人紧张的事情,尤其是在怀疑某个元件出现故障时。有时,在调试新电路板的过程中,你可能会将故障范围缩小到某个潜在的故障元件。你当然可以拿出万用表进行电阻测量,但这只能用于追踪整个电路板的电压。那么,一旦确定了故障元件,该如何检测它呢?
在这种情况下,除非元件安装在插座中,否则它已经焊接在电路板上,需要将其移除。元件在电路板上时,您将无法直接进行任何基于探针的检测。无源器件、晶体管、机电元件(例如继电器)、连接器和简单的逻辑电路无法使用万用表进行有效检测以评估元件故障,必须将其移除,因为电路板上的其他所有元件都将成为检测电路的一部分。如果可以移除元件,您可以将其放置在SMD检测夹具或面包板上,并使用检测电路或探针系统检查其电气特性。
遗憾的是,从电路板上拆卸元件并非易事。这是一项需要格外小心操作的任务,因为一旦拆下元件,可能就无法重新焊接。对于像0402 封装的被动元件这样的小型元件,很难在不留下焊锡的情况下将其取下,而这些焊锡可能会造成焊盘短路。对于采用细间距 BGA 封装的元件,需要使用热风枪均匀加热才能将其取下。如果元件工作正常,通常情况下,重新焊接也并非易事。

如果您打算将元件从电路板上拆下来进行手动检测,请记住以下几点,因为您可能需要报废整个电路板。此外,务必查看数据手册,因为您可能会找到一些图表,可以用来与您的检测结果进行比较。