印制板短路故障檢測(cè)方法探討

崔祺 程玉強(qiáng)

摘 要：本文著重介紹了一種新的印制板短路故障檢測(cè)方法。該方法不會(huì)對(duì)印制板產(chǎn)生損害，且適用于各種原因引起的短路。該方法操作簡(jiǎn)單， 能幫助操作人員快速且準(zhǔn)確地找出短路故障點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：印制板；短路；故障點(diǎn)查找

一、引言：

短路是指在正常電路中電勢(shì)不同的兩點(diǎn)不正確地直接碰接或被阻抗（或電阻）非常小的導(dǎo)體接通時(shí)的情況。短路時(shí)電流很大，往往會(huì)損壞元器件或印制板。印制板在回流焊、波峰焊過(guò)程中易造成元器件管腳搭錫短路；在生產(chǎn)過(guò)程中易產(chǎn)生線條短接；在使用過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)器件失效從而造成電源短路。針對(duì)短路常用的檢測(cè)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，本文在已有基礎(chǔ)上探討了一種新的方法。

二、常用檢測(cè)方法介紹：

目前常用的短路故障檢測(cè)方法有：

1、割線法。此方法為傳統(tǒng)檢測(cè)方法。將與短路相關(guān)的元器件逐個(gè)拆除，每拆一個(gè)測(cè)量一次信號(hào)是否仍短路，直到找出故障點(diǎn)為止。此方法雖簡(jiǎn)單易行，但對(duì)印制板損傷較大，且影響日后印制板可靠性，檢測(cè)時(shí)間也較長(zhǎng)，所以一般不建議采取此方法。

2、毫歐表測(cè)量。銅的電阻率為0.0172μΩ*m，若印制板上的銅箔厚度35μm，印制線寬 1mm，則每10mm長(zhǎng)的銅箔阻值約為5mΩ左右。普通萬(wàn)用表無(wú)法精準(zhǔn)測(cè)量，我們可以采用毫歐表測(cè)量。當(dāng)測(cè)到兩信號(hào)點(diǎn)間阻值最低時(shí)即為短路故障點(diǎn)。此方法對(duì)操作者有一定要求，需操作者熟悉印制板電路。

3、熱成像檢測(cè)。熱成像檢測(cè)是通過(guò)紅外熱像儀檢測(cè)通電后的印制板中異常發(fā)熱點(diǎn)來(lái)判斷故障位置的方法。短路故障點(diǎn)在通電后數(shù)秒內(nèi)會(huì)出現(xiàn)異常升溫，使用紅外熱像儀可以方便的查找到短路所在位置，但此方法需對(duì)印制板通電檢測(cè)，可能會(huì)對(duì)印制板造成再次損傷。

三、壓降檢測(cè)法：

銅箔的阻值可以測(cè)量，我們也可用恒流源加在短路信號(hào)之間，把測(cè)量電阻值轉(zhuǎn)為測(cè)量電壓值，使用電壓表來(lái)查找短路故障點(diǎn)。

在下圖中，假設(shè)A線條為印制板上正電源供電端，B線條為印制板上負(fù)電源供電線端，正常情況下這兩條線條不直接相通，供電電源（如+3.3V）可正常為印制板上的集成電路以及各分離元器件供電。現(xiàn)假設(shè)圖中“器件6”處發(fā)生短路，則供電電源無(wú)法加上。現(xiàn)用理想電流源向印制板供電。因短路，在A、A6、B6、B之間形成電流流過(guò)線路板上各段線條，根據(jù)歐姆定律，其各段線條上會(huì)形成壓降。測(cè)量壓降，即可確定短路點(diǎn)位置。

測(cè)量時(shí)，將靈敏度高的電壓表負(fù)極固定在B端，正極順序移動(dòng)接觸B1至B6各點(diǎn)，這時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，正極自B1點(diǎn)向B6點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，電壓表的讀數(shù)增大，說(shuō)明短路點(diǎn)是在相應(yīng)測(cè)試點(diǎn)之外。但自B6至B7點(diǎn)時(shí)，讀數(shù)相同，說(shuō)明B6、B7之間無(wú)電流流過(guò)，可以判斷短路點(diǎn)在“器件6”處。

上述原理雖然簡(jiǎn)單， 但具體實(shí)施還存在些問(wèn)題。我們知道，電路板上的銅箔阻值是非常小的，為了準(zhǔn)確地找到短路故障點(diǎn)，在1mm 長(zhǎng)的銅箔上應(yīng)有足以辨認(rèn)的壓降。為此， 電流源至少應(yīng)為2.5A，這么大的電流時(shí)間稍長(zhǎng)就可能燒壞銅箔以及器件，而電流太小，則銅箔線條上的壓降變化太小，又不能準(zhǔn)確定位。為解決此問(wèn)題，采用的方法是，測(cè)試用電流源輸出占空比很小的方波。這樣平均電流很小，對(duì)測(cè)試電流源及印刷電路板上的線條均是安全的。當(dāng)然，此時(shí)測(cè)試就不能用電壓表進(jìn)行直接測(cè)量，因?yàn)殡妷浩骄岛苄?，需要采用采樣保持器，方可穩(wěn)定地檢測(cè)到方波的幅值。

四、檢測(cè)方法

測(cè)量時(shí)，探頭必須平行于電流方向，才可以正確捕捉到電波信號(hào)。該方法使用簡(jiǎn)單，只要將探頭自A 點(diǎn)起逐步向后移動(dòng)，并觀察數(shù)值，如果探頭在印制板線條上移動(dòng)至讀數(shù)向所有方向均不再增大時(shí)，該處即為短路故障點(diǎn)。如果有多個(gè)短路故障點(diǎn)，同樣可以使用此方法逐個(gè)找出來(lái)。

五、結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)對(duì)生產(chǎn)中出現(xiàn)的短路故障檢測(cè)的驗(yàn)證，利用該方法均能在短時(shí)間內(nèi)快速定位，經(jīng)確認(rèn)達(dá)到100%的準(zhǔn)確率，效果明顯。該印制板短路故障檢測(cè)方法對(duì)電路板不會(huì)產(chǎn)生任何損害，且適用于各種原因引起的短路。

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