Como reparar placas de circuito impresso
Placas de circuito impresso são os principais componentes de controle de dispositivos eletrônicos, e geralmente são muito caros. Portanto, quando ocorre uma falha, a primeira coisa que pensamos é como consertá-lo. O reparo de PCB é uma forma eficaz de controlar custos e maximizar benefícios econômicos. Este artigo irá detalhar as causas dos problemas de PCB e as etapas para repará-los.
Quais são as causas das falhas de PCB?
As principais causas de falhas de PCB incluem defeitos de fabricação, fatores ambientais, problemas de design não específicos, e manuseio inadequado durante o processo de operação.
Defeitos de fabricação: Este é um dos motivos comuns para danos ao PCB. Pode incluir substrato pobre, desenvolvimento incompleto da camada interna, gravação incompleta da camada interna, arranhões na camada interna, buracos, remoção incompleta do filme, e outras questões. Esses problemas podem surgir de arranhões durante o transporte, impacto mecânico, infiltração química inadequada, baixo teor de resina em folhas adesivas, aumento muito rápido de temperatura e pressão durante a laminação, alta concentração de íons cloro, baixo valor de pH, pressão de gravação insuficiente, taxa de gravação muito rápida, e colocação inadequada da placa durante o escurecimento.
Fatores Ambientais: Estes incluem calor, pó, umidade, e vibração física. Esses fatores podem afetar o desempenho e a vida útil do PCB. Por exemplo, altas temperaturas podem causar juntas de solda, materiais de substrato, ou até mesmo o invólucro para quebrar; poeira e umidade podem causar curto-circuitos ou danos ao circuito; vibrações físicas podem causar problemas de desempenho mecânico.
Problemas de design não específicos: Isso inclui design de almofada impróprio, projeto de orientação de componente inadequado, e problemas como pés flexíveis plug-in automáticos, o que pode levar a falhas de curto-circuito. Adicionalmente, furos de substrato superdimensionados, baixas temperaturas do banho de solda, fraca soldabilidade da placa, falha na máscara de solda, e a contaminação da superfície da placa também são causas comuns de falhas.
Manuseio inadequado durante a operação: Isto inclui condições ambientais desfavoráveis, etapas operacionais incorretas, ou medidas de manutenção inadequadas, tudo isso pode levar a falhas de PCB. Por exemplo, condições ambientais adversas podem danificar o PCB, enquanto etapas operacionais incorretas podem resultar em estruturas de juntas de solda muito frágeis ou temperaturas excessivamente altas, afetando o desempenho e a vida útil do PCB.
Como garantir a segurança da PCB durante o reparo
Placas de circuito industriais são caras, e embora não possamos garantir uma 100% taxa de sucesso em reparos devido a várias razões objetivas, devemos garantir que não pioraremos o quadro. Para garantir a segurança da placa de circuito, por favor implemente as seguintes medidas:
- Implementar medidas antiestáticas
A eletricidade estática pode danificar componentes de forma invisível. Se a umidade relativa estiver acima 50%, a eletricidade estática não é muito perceptível na vida diária. No entanto, se a umidade relativa estiver abaixo 40%, a frequência de sensação de descarga estática aumenta significativamente. Portanto, é crucial tomar medidas antiestáticas: use tapetes antiestáticos na bancada, use roupas e luvas antiestáticas, e guarde a placa de circuito em sacos antiestáticos durante a transferência.
- Evite danificar a placa de circuito durante a dessoldagem
Preste atenção à temperatura e à técnica ao soldar ou dessoldar componentes. A temperatura não deve ser nem muito alta nem muito baixa; não puxe os cabos com força ao remover componentes; evite soprar ar quente continuamente em um pequeno ponto ao aquecer componentes; e marque a orientação de componentes polarizados, como capacitores e diodos, para evitar erros durante a revenda.
- Evite danificar a placa de circuito durante o teste de inicialização
Antes de ligar a placa de circuito, confirme a tensão e defina uma corrente apropriada. Use uma fonte de alimentação ajustável conforme mostrado nas etapas a seguir:
- Ajuste a tensão para o nível apropriado exigido pela placa de circuito e ajuste o botão de corrente para um nível baixo.
- Prenda os fios da fonte de alimentação nos terminais positivo e negativo da placa de circuito, garantindo a polaridade correta.
- Conecte a fonte de alimentação na tomada de fonte de alimentação ajustável, novamente garantindo a polaridade correta.
Se a proteção atual for ativada, ajuste a corrente um pouco mais alta. Nunca coloque o botão atual no máximo no início, inverter as conexões da fonte de alimentação, ou aplique a tensão errada (Por exemplo, aplicando 24V a uma placa de circuito de 5V), pois esses erros podem causar danos irreversíveis à placa.
- Evite a perda de dados do programa na placa de circuito
Algumas placas de circuito possuem baterias que fornecem tensão aos chips de RAM. Se a bateria perder energia, os dados na RAM serão perdidos. Certas máquinas dependem desses dados para operação, e se não houver backup e nenhuma maneira de restaurar manualmente os dados, a máquina não funcionará mesmo que outras falhas sejam reparadas. Isso pode levar à insatisfação do cliente, reivindicações potenciais, e a incapacidade de cobrar taxas de reparo, causando problemas significativos.
Como detectar falhas de PCB
1.Inspeção visual
A inspeção visual é o primeiro passo na verificação de falhas na PCB. Concentre-se nos seguintes aspectos:
● Inspecionar componentes
Verifique todos os componentes da placa de circuito, incluindo resistores, capacitores, Indutores, diodos, e transistores. Certifique-se de que não mostram sinais de danos, queimando, ou desapego.
● Inspecione as juntas de solda
Examine cuidadosamente as juntas de solda para garantir que não haja juntas de solda fria, juntas secas, ou fraturas. Juntas frias e secas podem causar conexões instáveis, enquanto articulações fraturadas podem causar desconexões completas.
● Inspecione a superfície da PCB
Procure sinais de corrosão, oxidação, ou queimando na superfície do PCB. Esses problemas podem levar à diminuição do desempenho ou à falha total da placa.
● Verifique as conexões de alimentação e aterramento
Certifique-se de que as conexões de alimentação e aterramento estejam corretas. Conexões incorretas podem causar danos ou falhas na PCB.
2.Medir tensão e corrente
Use um multímetro ou osciloscópio para medir tensões e correntes de nós principais na PCB para identificar quaisquer anomalias.
● Medir tensão
Verifique a tensão da fonte de alimentação, tensão do sinal, e tensão de referência para garantir que estejam dentro das faixas normais. Valores de tensão anormais podem indicar componentes defeituosos ou problemas de conexão.
● Medir corrente
Meça a corrente de componentes críticos, como transistores e motores. Valores de corrente anormais podem indicar danos ou sobrecarga nos componentes.
3.Teste de resistência
O teste de resistência é um método eficaz para detectar falhas de PCB. Use a função de medição de resistência de um multímetro para verificar o seguinte:
● Resistência dos Componentes
Meça a resistência de componentes como resistores e indutores para garantir que estejam dentro dos limites normais. Valores de resistência anormais podem indicar componentes danificados.
● Resistência ao traço de PCB
Meça a resistência dos traços de PCB para garantir que não haja quebras ou curtos. Traços quebrados podem interromper conexões de circuito, enquanto curtos podem danificar o circuito.
4.Teste de capacitância
O teste de capacitância é usado para detectar falhas em capacitores na PCB.
● Medir capacitância
Use um medidor de capacitância ou multímetro com funcionalidade de medição de capacitância para medir a capacitância dos componentes. Valores de capacitância anormais podem indicar componentes danificados ou envelhecidos.
● Teste de carga e descarga
Realize testes de carga e descarga em capacitores para verificar seu desempenho. O mau desempenho de carga e descarga pode levar à instabilidade ou falha do circuito.
5.Rastreamento de Sinal
O rastreamento de sinal é um método avançado de diagnóstico de falhas usado para identificar a localização exata de uma falha.
● Use um osciloscópio
Observe as formas de onda do sinal na PCB usando um osciloscópio, analisando a amplitude, freqüência, e fase dos sinais. Formas de onda de sinal anormais podem indicar componentes defeituosos ou problemas de conexão.
● Use um analisador lógico
Observe os estados lógicos dos sinais digitais usando um analisador lógico, analisando níveis altos e baixos e larguras de pulso. Estados lógicos anormais podem indicar componentes defeituosos ou problemas de conexão.
6.Use ferramentas profissionais
Em alguns casos, você pode precisar usar ferramentas profissionais para diagnosticar falhas de PCB.
● Testador em circuito (TIC)
Um testador no circuito é um dispositivo de teste automatizado que pode detectar rapidamente falhas no PCB aplicando sinais de teste e medindo sinais de resposta para determinar locais de falha.
● Inspeção por raios X
Para PCBs multicamadas complexos, A inspeção por raios X pode ajudar a detectar falhas internas ocultas. Os raios X podem penetrar no PCB, revelando estruturas internas e possíveis problemas.
● Câmera de imagem térmica
Uma câmera de imagem térmica pode detectar pontos de acesso no PCB, que pode ser devido ao superaquecimento de componentes ou curto-circuitos. Ao identificar pontos de acesso, você pode localizar rapidamente áreas de falha.
Etapas específicas para reparo de PCB
Antes de iniciar o reparo, você precisa reunir um kit de reparo de PCB e materiais. Para reparos gerais, você vai precisar:
- Uma faca afiada ou chave de fenda
- Uma pistola de solda
- Fita adesiva de cobre
- Tesoura ou faca artesanal
- Uma pistola de ar quente
- Pinças
- Clipes de papel
- Uma caneta
- Cotonetes
- Álcool isopropílico
Assim que todas as ferramentas estiverem prontas, siga estas diretrizes de retrabalho e reparo de PCB:
Etapa 1: Remova componentes ou almofadas danificadas
Para evitar que o PCB se mova enquanto você trabalha, use fita adesiva para prender a placa na bancada. Se a almofada PCB estiver danificada, use uma faca afiada ou uma chave de fenda para remover o componente para reparo da placa de circuito impresso.
Etapa 2: Limpe as trilhas e remova a solda
Depois de reparar o PCB, use ferramentas como tesouras, uma faca afiada, lixa, ou cotonetes embebidos em álcool para remover a solda dos vestígios. Certifique-se de que os vestígios estejam limpos e expostos, independentemente do material utilizado.
Etapa 3: Coloque fita de cobre nos trilhos
Depois de limpar os vestígios, coloque fita adesiva de cobre em cima dos traços, garantindo que ele esteja alinhado com os traços. Alguma corrente nas vias existentes e áreas adjacentes será coberta, fornecendo uma boa conexão para as almofadas ou novos componentes.
Etapa 4: Solde as juntas
Depois de concluir o reparo da PCB da fita de cobre, solde a nova fita de cobre aos pontos de conexão dos traços existentes na PCB reparada. Certifique-se de concluir este processo de uma só vez, pois a fita de cobre derrete rapidamente em temperaturas de soldagem. Trabalhe rapidamente e minimize o tempo de aquecimento.
Etapa 5: Restaurar vias de PCB
Use um material duro com ponta arredondada, como uma caneta, para pressionar e esfregar as áreas recém-soldadas, garantindo que a fita de cobre adira firmemente à área da almofada. O adesivo permanece pegajoso após aquecer a área da almofada. Depois de localizar a via, use um clipe de papel ou uma ferramenta semelhante para criar o furo.
Etapa 6: Coloque e solde os componentes
Depois de concluir as etapas anteriores, coloque os novos componentes no PCB e solde-os. Insira os cabos das novas peças nas vias, então vire o PCB. Aplique solda nas almofadas e aqueça até que a solda derreta, em seguida, segure os fios no lugar até que a solda esfrie. Repita o mesmo processo para outras almofadas, minimizando o tempo de aquecimento para garantir uma soldagem suave.
Etapa 7: Apare o excesso de fita da área de reparo
Assim que os novos componentes estiverem no lugar, use uma faca artesanal ou tesoura para cortar qualquer excesso de fita de cobre da área de reparo. Estas etapas devem restaurar a placa de circuito impresso. Enquanto os vestígios, almofadas, e as juntas podem não ser estruturalmente perfeitas como o PCB original, você deu nova vida e propósito a algo que muitos considerariam lixo.
LST controla rigorosamente a qualidade de cada etapa do Manufatura de PCB para evitar retrabalhos e reparos desnecessários. Nossas instalações de última geração nos permitem desempenhar nossas funções com eficiência e precisão. Temos uma equipe de design profissional e uma equipe de controle de qualidade para garantir a qualidade de cada produto. Oferecemos serviços de PCB completos para atender a todas as necessidades do cliente.
