如何测试PCB上的短路

2020-03-13

在PCB设计的时候如何检查PCB中的短路，您可(kě)以采取以下重要步骤来检查PCB中的短路情况：1、在PCB中发现短路；2、在電(diàn)路板上测试電(diàn)路短路；3、在PCB上查找故障组件；4、破坏性地测试PCB。

步骤1：如何在PCB中发现短路

视力检查

第一步是仔细观察PCB的整个表面。如果有(yǒu)，请使用(yòng)放大镜或低倍显微镜。在焊盘或焊点之间寻找锡须。焊料的任何裂纹或斑点应引起注意。检查所有(yǒu)通孔。如果指定了未镀通孔，请确保板子上是这种情况。電(diàn)镀不良的过孔会在各层之间造成短路，并使您的所有(yǒu)东西都接地，VCC或两者都绑在一起。如果短路确实很(hěn)严重，并且导致组件达到临界温度，则实际上您会在印刷電(diàn)路板上看到灼伤的斑点。它们可(kě)能(néng)很(hěn)小(xiǎo)，但会变成棕色，而不是正常的绿色阻焊剂。如果您有(yǒu)多(duō)块板，那么烧毁的PCB可(kě)以帮助您缩小(xiǎo)特定位置的范围，而无需為(wèi)另一块板供電(diàn)，以免牺牲搜索范围。不幸的是，我们的電(diàn)路板本身上没有(yǒu)烧伤，只是运气不好的手指检查了集成電(diàn)路是否过热。某些短路将在電(diàn)路板内部发生，并且不会产生燃烧点。这也意味着它们不会在表面层上引起注意。在这里，您将需要其他(tā)方法来检测PCB中的短路。

红外成像

使用(yòng)红外热像仪可(kě)以帮助您定位产生大量热量的區(qū)域。如果没有(yǒu)看到有(yǒu)源组件遠(yuǎn)离热点，那么即使短路发生在内部层之间，也可(kě)能(néng)发生PCB短路。短路通常比普通走線(xiàn)或焊点具有(yǒu)更高的電(diàn)阻，因為(wèi)它没有(yǒu)在设计中进行优化的好处（除非您真的很(hěn)想忽略规则检查）。这种電(diàn)阻以及電(diàn)源和地之间直接连接所产生的自然高電(diàn)流，意味着PCB短路中的导體(tǐ)会发热。从您可(kě)以使用(yòng)的低電(diàn)流开始。理(lǐ)想情况下，您会先看到短路，然后再造成更多(duō)损坏。

手指测试是检查特定组件是否过热的一种方法

步骤2：如何在電(diàn)子板上测试電(diàn)路短路

除了用(yòng)可(kě)信赖的眼睛检查電(diàn)路板的第一步之外，您还可(kě)以通过其他(tā)几种方法来查找导致PCB短路的潜在原因。

用(yòng)数字万用(yòng)表测试

要测试電(diàn)路板是否短路，需要检查電(diàn)路中不同点之间的電(diàn)阻。如果目视检查未发现任何有(yǒu)关短路位置或原因的線(xiàn)索，请抓住万用(yòng)表并尝试追踪印刷電(diàn)路板上的物(wù)理(lǐ)位置。万用(yòng)表方法在大多(duō)数電(diàn)子产品论坛中都受到了不同的评论，但是跟踪测试点可(kě)以帮助您找出问题所在。您将需要一个具有(yǒu)毫欧灵敏度的非常好的万用(yòng)表，如果它具有(yǒu)蜂鸣功能(néng)以在探测短路时向您发出警报，这是最简单的。例如，如果测量PCB上相邻走線(xiàn)或焊盘之间的電(diàn)阻，则应测量高電(diàn)阻。如果测量应在单独電(diàn)路中的两个导體(tǐ)之间的電(diàn)阻非常低，则可(kě)能(néng)会在内部或外部桥接这两个导體(tǐ)。请注意，用(yòng)電(diàn)感器桥接的相邻两个走線(xiàn)或焊盘（例如在阻抗匹配网络或分(fēn)立滤波器電(diàn)路中）将产生非常低的電(diàn)阻读数，因為(wèi)電(diàn)感器只是一个線(xiàn)圈导體(tǐ)。但是，如果板上的两个导體(tǐ)相距很(hěn)遠(yuǎn)，并且您读取的電(diàn)阻很(hěn)小(xiǎo)，那么板上的某处就会有(yǒu)一个桥。

相对于地面的测试

特别重要的是涉及接地过孔或接地层的短路。具有(yǒu)内部接地层的多(duō)层PCB将包括一条通过过孔附近组件的返回路径，这為(wèi)检查電(diàn)路板表面层上的所有(yǒu)其他(tā)过孔和焊盘提供了方便的位置。将一个探针放在接地连接上，并在板上其他(tā)导體(tǐ)上触摸另一个探针。该相同的接地连接将存在于板上的其他(tā)位置，这意味着，如果将每个探针接触到两个不同的接地过孔，则读数将很(hěn)小(xiǎo)。执行此操作时请注意布局，因為(wèi)您不想将短路误认為(wèi)是公共接地连接。所有(yǒu)其他(tā)未接地的裸露导體(tǐ)在公共接地连接和导體(tǐ)本身之间应具有(yǒu)很(hěn)高的電(diàn)阻。如果读取的值很(hěn)低，并且所讨论的导體(tǐ)与地面之间没有(yǒu)電(diàn)感，则可(kě)能(néng)是组件损坏或短路。

万用(yòng)表探测可(kě)以帮助您找到短路線(xiàn)，但是它们并不总是足够灵敏以找到短路線(xiàn)。

组件短路

检查组件是否短路还涉及使用(yòng)万用(yòng)表测量電(diàn)阻。如果目视检查未发现焊盘之间过多(duō)的焊料或金属薄片，则可(kě)能(néng)是组件上两个焊盘/引脚之间的内层形成短路。由于制造不良，组件上的焊盘/引脚之间也可(kě)能(néng)发生短路。这是PCB应该进行DFM和设计规则检查的原因之一。太靠近的焊盘和过孔可(kě)能(néng)会在制造过程中意外桥接或短路。在这里，您需要测量IC或连接器上引脚之间的電(diàn)阻。相邻的引脚特别容易发生短路，但是这些并不是形成短路的唯一位置。检查焊盘/引脚之间的電(diàn)阻是否彼此相对，并且接地连接是否存在低電(diàn)阻。

检查接地座子、连接器和IC上其他(tā)引脚之间的電(diàn)阻。这里显示的是USB连接器。

缩小(xiǎo)位置

如果您认為(wèi)两条导體(tǐ)之间或某条导體(tǐ)与地面之间存在短路，则可(kě)以通过检查附近的导體(tǐ)来缩小(xiǎo)位置。将万用(yòng)表的一根引線(xiàn)连接到可(kě)疑的短路连接上，将另一根引線(xiàn)移到附近的不同接地连接上，并检查電(diàn)阻。当您移到更遠(yuǎn)的接地点时，应该会看到電(diàn)阻发生变化。如果電(diàn)阻增加，则说明您正在将接地的导線(xiàn)从短路位置移开。这可(kě)以帮助您缩小(xiǎo)短路的确切位置，甚至可(kě)以缩小(xiǎo)到组件上特定的一对焊盘/引脚。

步骤3：如何在PCB上查找故障组件

有(yǒu)故障的组件或安装不正确的组件可(kě)能(néng)会导致短路，从而在電(diàn)路板上造成许多(duō)问题。您的组件可(kě)能(néng)有(yǒu)缺陷或伪造，造成短路或短路现象。

不良元件

某些组件容易变质，例如電(diàn)解電(diàn)容器。如果您有(yǒu)可(kě)疑的组件，请先检查那些组件。如果不确定，通常可(kě)以通过Google快速搜索怀疑為(wèi)“失败”的组件，以找出这是否是常见问题。如果您测量两个焊盘/引脚之间的電(diàn)阻非常低（它们都不是接地引脚或電(diàn)源引脚），则可(kě)能(néng)由于组件烧坏而短路。这清楚地表明電(diàn)容器已经坏了。一旦電(diàn)容器变坏或施加的電(diàn)压超过击穿阈值，電(diàn)容器也会膨胀。

看到此電(diàn)容器顶部的凸起了吗？这表明電(diàn)容器已损坏。

步骤4：如何破坏性地测试PCB

破坏性测试显然是最后的手段。如果您可(kě)以使用(yòng)X射線(xiàn)成像装置，则可(kě)以检查電(diàn)路板的内部而不破坏它。在没有(yǒu)X射線(xiàn)设备的情况下，您可(kě)以开始删除组件并再次运行万用(yòng)表测试。这有(yǒu)两个方面的帮助。首先，它使您可(kě)以更轻松地接触可(kě)能(néng)短路的焊盘（包括导热垫）。其次，它消除了故障引起短路的可(kě)能(néng)性，使您可(kě)以专注于导體(tǐ)。如果设法缩小(xiǎo)到组件上连接的短路位置（例如，两个焊盘之间），则组件是否有(yǒu)缺陷或電(diàn)路板内部某处是否短路可(kě)能(néng)不是很(hěn)明显。此时，您可(kě)能(néng)需要卸下组件并检查板上的焊盘。卸下组件可(kě)让您测试组件本身是否有(yǒu)缺陷，或者板上的焊盘是否在内部桥接。

如果短路（或可(kě)能(néng)是多(duō)个短路）的位置仍然难以捉摸，则可(kě)以切开電(diàn)路板并尝试缩小(xiǎo)短路的位置。如果您对短路的一般位置有(yǒu)所了解，则可(kě)以切开電(diàn)路板的一部分(fēn)，然后在该部分(fēn)重复进行万用(yòng)表测试。此时，您可(kě)以用(yòng)万用(yòng)表重复上述测试，以检查特定位置的短路情况。如果您已经达到了这一点，那么您的空头已经特别难以捉摸。这样至少可(kě)以使您将短路的位置缩小(xiǎo)到電(diàn)路板的特定區(qū)域。当我们检查電(diàn)路板的短路情况时，由于我们是一家破败的初创公司，因此不包括红外测试，我们只能(néng)确定短路在電(diàn)路板的一半内。因此，我们将電(diàn)路板切成四分(fēn)之三并测试了每个部分(fēn)。返回到万用(yòng)表，确认大多(duō)数部分(fēn)没有(yǒu)将VCC和接地绑在一起。但是董事会的那四分(fēn)之一是一个神秘的小(xiǎo)黑洞，而且我们离这个空头还差得遠(yuǎn)。我们确实更换了制造商(shāng)，并在下一轮生产中获得了测试板，而我们的板恰好可(kě)以正常工作。