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PCB電路板詳細介紹

  • 發表時間:2022-05-20
  • 來源:本站
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  檢測修理

  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, 故在測試中不會損壞程序。但有資料介紹:因制作芯片的材料所致,隨著時間的推移(年頭長了),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<測試儀>進行VI曲線掃描后,是否就破壞了程序,還未有定論。盡管如此,同仁們在遇到這種情況時,還是小心為妙。筆者曾經做過 多次試驗,可能大的原因是:檢修工具(如測試儀,電烙鐵等)的外殼漏電 所致。

  3.對于電路板上帶有電池的芯片不要輕易將其從板上拆下來。

  二、復位電路

  1.待修電路板上有大規模集成電路時,應注意復位問題。

  2.在測試前最好裝回設備上,反復開,關機器試一試。以及多按幾次復位鍵。

  三、功能與參數測試

  1.<測試儀>對器件的檢測,僅能反應出截止區,放大區和飽和區。但不 能測出工作頻率的高低和速度的快慢等具體數值等。

  2.同理對TTL數字芯片而言,也只能知道有高低電平的輸出變化。而無 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)或頻率計測試,萬用表等無法測量, 否則只能采用代換法了。

  2.晶振常見故障有:a.內部漏電,b.內部開路c.變質頻偏d.外圍相連電 容漏電。這里漏電現象,用<測試儀>的VI曲線應能測出。

  3.整板測試時可采用兩種判斷方法:a.測試時晶振附近既周圍的有關 芯片不通過。b.除晶振外沒找到其它故障點。

  4.晶振常見有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、故障現象的分布

  1.電路板故障部位的不完全統計: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)。

  2.由上可知,當待修電路板出現聯線和程序有問題時,又沒有好板子,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。

  兼容設計

  電磁兼容性是指電子設備在各種電磁環境中仍能夠協調、有效地進行工作的能力。目的是使電子設備既能抑制各種外來的干擾,使電子設備在特定的電磁環境中能夠正常工作,同時又能減少電子設備本身對其它電子設備的電磁干擾。

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

  2、采用正確的布線策略采用平等走線可以減少導線電感,但導線之間的互感和分布電容增加,如果布局允許,最好采用井字形網狀布線結構,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電路板導線之間的串擾,在設計布線時應盡量避免長距離的平等走線,盡可能拉開線與線之間的距離,信號線與地線及電源線盡可能不交叉。在一些對干擾十分敏感的信號線之間設置一根接地的印制線,可以有效地抑制串擾。

  組成

  電路板主要由焊盤、過孔、安裝孔、導線、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。

  過孔:有金屬過孔 和 非金屬過孔,其中金屬過孔用于連接各層之間元器件引腳。

  安裝孔:用于固定電路板。

  導線:用于連接元器件引腳的電氣網絡銅膜。

  接插件:用于電路板之間連接的元器件。

  填充:用于地線網絡的敷銅,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該邊界。

  主要分類

  電路板系統分類為以下三種:

  單面板

  Single-Sided Boards

  我們剛剛提到過,所以我們就稱這種PCB叫作單面板(Single-sided)。因為單面板在設計線路上有許多嚴格的限制(因為只有一面,布線間不能交*而必須繞獨自的路徑),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。不過要用上兩面的導線,必須要在兩面間有適當的電路連接才行。這種電路間的「橋梁」叫做導孔(via)。導孔是在PCB上,充滿或涂上金屬的小洞,它可以與兩面的導線相連接。因為雙面板的面積比單面板大了一倍,而且因為布線可以互相交錯(可以繞到另一面),它更適合用在比單面板更復雜的電路上。

  多層板

  【多層板】在較復雜的應用需求時,電路可以被布置成多層的結構并壓合在一起,并在層間布建通孔電路連通各層電路。

  內層線路

  銅箔基板先裁切成適合加工生產的尺寸大小?;鍓耗で巴ǔP柘扔盟⒛?、微蝕等方法將板面銅箔做適當的粗化處理,再以適當的溫度及壓力將干膜光阻密合貼附其上。將貼好干膜光阻的基板送入紫外線曝光機中曝光,光阻在底片透光區域受紫外線照射后會產生聚合反應(該區域的干膜在稍后的顯影、蝕銅步驟中將被保留下來當作蝕刻阻劑),而將底片上的線路影像移轉到板面干膜光阻上。撕去膜面上的保護膠膜后,先以碳酸鈉水溶液將膜面上未受光照的區域顯影去除,再用鹽酸及雙氧水混合溶液將裸露出來的銅箔腐蝕去除,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。對于六層(含)以上的內層線路板以自動定位沖孔機沖出層間線路對位的鉚合基準孔。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。多層板使用數片雙面板,并在每層板間放進一層絕緣層后黏牢(壓合)。

  板子的層數就代表了有幾層獨立的布線層,通常層數都是偶數,并且包含最外側的兩層。大部分的主機板都是4到8層的結構,不過技術上可以做到近100層的PCB板。大型的超級計算機大多使用相當多層的主機板,不過因為這類計算機已經可以用許多普通計算機的集群代替,超多層板已經漸漸不被使用了。因為PCB中的各層都緊密的結合,一般不太容易看出實際數目,不過如果您仔細觀察主機板,也許可以看出來。

  電路板的自動檢測技術隨著表面貼裝技術的引入而得到應用,并使得電路板的封裝密度飛速增加。因此,即使對于密度不高、一般數量的電路板,電路板的自動檢測不但是基本的,而且也是經濟的。在復雜的電路板檢測中,兩種常見的方法是針床測試法和雙探針或飛針測試法。

  檢測儀編輯

  根據電路板的材質的特性及廣泛應用的領域,為了更有效節省體積和達到一定的精確度,使三度空間的特性和薄的厚度更好的應用到數碼產品、手機和筆記本電腦中。推薦適合電路板(FPC)檢測的儀器有MUMA200全鋁合金式光學影像測量儀、三軸全自動光學影像測量儀VMC250S、VMC四軸全自動光學影像測量儀、VMS系列光學影像測量儀等等。

  測試方法

  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檢測點。彈簧使每個探針具有100 - 200g 的壓力,以保證每個檢測點接觸良好,這樣的探針排列在一起被稱為“針床”。在檢測軟件的控制下,可以對檢測點和檢測信號進行編程,圖14-3 是一種典型的針床測試儀結構,檢測者可以獲知所有測試點的信息。實際上只有那些需要測試的測試點的探針是安裝了的。盡管使用針床測試法可能同時在電路板的兩面進行檢測,當設計電路板時,還是應該使所有的檢測點在電路板的焊接面。針床測試儀設備昂貴,且很難維修。針頭依據其具體應用選不同排列的探針。

  一種基本的通用柵格處理器由一個鉆孔的板子構成,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點進行直接的機械連接。如果電路板上的焊盤與測試柵格相配,那么按照規范打孔的聚醋薄膜就會被放置在柵格和電路板之間,以便于設計特定的探測。連續性檢測是通過訪問網格的末端點(已被定義為焊盤的x-y 坐標)實現的。既然電路板上的每一個網絡都進行連續性檢測。這樣,一個獨立的檢測就完成了。然而,探針的接近程度限制了針床測試法的效能。

  觀測

  電路板體積小,結構復雜,因此對電路板的觀察也必須用到專業的觀測儀器。一般的,我們采用便攜式視頻顯微鏡來觀察電路板的結構,通過視頻顯微攝像頭,可以清晰從顯微鏡看到非常直觀的電路板的顯微結構。通過這種方式,我們就比較容易進行電路板的設計和檢測了?,F工廠現場采用的便攜式視頻顯微鏡,采用的便攜式視頻顯微鏡MSA200、VT101,因它可實現“隨時觀測、隨時檢測、多人討論”比傳統的顯微鏡更加方便!

  飛針測試

  飛針測試儀不依賴于安裝在夾具或支架上的插腳圖案?;谶@種系統,兩個或更多的探針安裝在x-y 平面上可自由移動的微小磁頭上,測試點由CADI Gerber 數據直接控制。雙探針能在彼此相距4mil 的范圍內移動。探針能夠獨立地移動,并且沒有真正的限定它們彼此靠近的程度。帶有兩個可來回移動的臂狀物的測試儀是以電容的測量為基礎的。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金屬板。假如在線路之間有一條短路,電容將比在一個確定的點上大。如果有-條斷路,電容將變小。

  測試速度是選擇測試儀的一個重要標準。針床測試儀能夠一次精確地測試數千個測試點,而飛針測試儀一次僅僅能測試兩個或四個測試點。另外,針床測試儀進行單面測試時,可能僅僅花費20 - 305 ,這要根據板子的復雜性而定,而飛針測試儀則需要Ih 或更多的時間完成同樣的評估。Shipley (1991) 解釋說,即使高產量印制電路板的生產商認為移動的飛針測試技術慢,但是這種方法對于較低產量的復雜電路板的生產商來說還是不錯的選擇。

  對于裸板測試來說,有專用的測試儀器(Lea,1990)。一種成本更為優化的方法是使用一個通用的儀器,盡管這類儀器最初比專用的儀器更昂貴,但它最初的高費用將被個別配置成本的減少抵消。對于通用的柵格,帶引腳元器件的板子和表面貼裝設備的標準柵格是2.5mm。此時測試焊盤應該大于或等于1.3mm。對于Imm 的柵格,測試焊盤設計得要大于0.7mm。假如柵格較小,則測試針小而脆,并且容易損壞。因此,最好選用大于2.5mm 的柵格。Crum (1994b) 闡明,將通用測試儀(標準的柵格測試儀)和飛針測試儀聯合使用,可使高密度電路板的檢測即精確又經濟。他建議的另外一種方法是使用導電橡膠測試儀,這種技術可以用來檢測偏離柵格的點。然而,采用熱風整平處理的焊盤高度不同,將有礙測試點的連接。

  通常進行以下三個層次的檢測:

  1)裸板檢測;

  2) 在線檢測;

  3)功能檢測。

  采用通用類型的測試儀,可以對一類風格和類型的電路板進行檢測,也可以用于特殊應用的檢測。

  維修知識

  電路板維修是一門新興的修理行業。工業設備的自動化程度越來越高,所以各個行業的工控板的數量也越來越多,工控板損壞后,更換電路板所需的高額費用(少則幾千元,多則上萬或幾十萬元)也成為各企業非常頭痛的一件事。其實,這些損壞的電路板絕大多數在國內是可以維修的,而且費用只是購買一塊新板的20%-30%,所用時間也比國外定板的時間短的多。下面介紹下電路板維修基礎知識。

  幾乎所有的電路板維修都沒有圖紙材料,因此很多人對電路板維修持懷疑態度,雖然各種電路板千差萬別,但是不變的是每種電路板都是由各種集成塊、電阻、電容及其它器件構成的,所以電路板損壞一定是其中某個或某些個器件損壞造成的,電路板維修的思想就是基于上述因素建立起來的。電路板維修分為檢測跟維修兩個部分,其中檢測占據了很重要的位置。對電路板上的每一個器件進行修基礎知識的驗測,直到將壞件找到更換掉,那么一塊電路板就修好了。

  電路板檢測就是對電路板上的每一個電子元件故障的查找、確定和糾正的過程。其實整個檢測過程是思維過程和提供邏輯推理線索的測試過程,所以,檢測工程師必需要在電路板的維護、測試、檢修過程中,逐漸地積累經驗,不斷地提高水平。一般的電子設備都是由成千上萬的元器件組成的,在維護、檢修時,若靠直接一一測試檢查電路板中的每一個元器件來發現問題的話將十分費時,實施起來也非常困難。那么從故障現象到故障原因的對號入座式的檢修方式,是一種重要的檢修方法。電路板只要檢測出了問題的所在,那么維修就很容易了。以上即為電路板維修基礎知識介紹。


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