Một số phương pháp hiệu quả để chẩn đoán ngắn mạch hoạt động là gì? Điều này có nghĩa là tôi bị đoản mạch chỉ xuất hiện sau khi bật PCB.

tl; dr

Tôi có một thiết kế trong giai đoạn nguyên mẫu. 17 trong số 20 bảng của tôi hoạt động tuyệt vời. Cả 3 chiếc còn lại đều bị đoản mạch trên đường ray 3,3V. Điều này chỉ hiển thị sau khi bảng được bật. Sau khi loại bỏ hầu hết các thành phần trên đường ray, tôi đã theo dõi nó xuống Ethernet PHY. Nếu tôi nhấc IC ra, đường ray của tôi cứng như đá ở 3,3V. Khi tôi đặt lại (cũng đã thử 2 IC mới), đường ray của tôi bị quá tải trở lại và nó bị rơi ra.

Tôi đã kiểm tra trực quan kỹ lưỡng, và thăm dò bảng cho quần short, nhưng không thể tìm thấy. Tôi đã gỡ bỏ khá nhiều thứ xung quanh IC (pha lê, điện trở loạt, hạt ferrite, v.v.) nhưng vẫn có hành vi tương tự. Tôi cũng đã thử giữ chip trong thiết lập lại, nhưng điều đó không có ích. Tôi đã nhấc từng chân trên IC (VDDIO) và nó đã sửa nó, nhưng không đưa ra chẩn đoán thực sự. Tôi bắt đầu tự hỏi liệu có vấn đề gì với PCB fab không, nhưng không hoàn toàn chắc chắn nó sẽ gây ra điều này như thế nào. Họ yêu cầu làm bài kiểm tra điện tử 100%. Bất kỳ lời khuyên sẽ được đánh giá cao!

Mặc dù tôi chúc bạn may mắn với nỗ lực máy ảnh nhiệt của mình, tôi thực sự mong đợi rằng máy ảnh sẽ cho bạn thấy IC bị ảnh hưởng bởi ngắn (Ethernet PHY?), Chứ không phải là ngắn. Bạn phải khá may mắn vì điểm bị lỗi thực tế có sức đề kháng cao hơn so với phần bên trong của IC.

Nếu bạn không tìm thấy gì với máy ảnh, thì tôi sẽ kiểm tra tính liên tục của đường ray GND / 3.3V trên bất kỳ chân IC nào không thực sự được kết nối với GND / 3.3V. Làm điều đó với một diode được thử nghiệm, vì một điểm nối phân cực thuận gần đủ ngắn.

Nếu điều đó phát ra âm tính, tôi sẽ cấp nguồn cho PCB khi loại bỏ IC và kiểm tra điện áp trên tất cả các chân (lý tưởng nhất là dạng sóng tăng sức mạnh nhưng có thể rất tẻ nhạt đối với một số lượng lớn chân). Bất kỳ điện áp nào nằm ngoài phạm vi 0..VCC đều có khả năng khiến IC bị kẹt, một điều kiện thường trông giống như ngắn.

Cuối cùng, tôi sẽ kiểm tra xem tất cả các miếng đệm tương ứng với các chân đầu ra có thể được điều khiển tích cực hay không. Điều này có thể được thực hiện bằng cách kết nối một phạm vi và một bộ tạo tín hiệu với nhau tạo ra sóng vuông 0-3.3V (để bạn thấy sóng vuông trên phạm vi), sau đó kết nối đầu dò với các miếng đệm. Một sóng vuông biến mất có nghĩa là một cái gì đó khác đang cố lái pad mà IC cũng muốn lái. Điều này có thể được biện minh cho các chân thoát mở và chân thầu, nhưng không phải cho đầu ra thuần túy.

Nó sẽ không hoạt động, nhưng đôi khi bạn có thể theo dõi một đoạn ngắn bằng máy ảnh nhiệt ... tất nhiên bạn phải có một máy ảnh nhiệt để làm điều đó.

Chỉ cần cấp nguồn cho bảng và quan sát thật kỹ qua camera nhiệt để xem nếu một khu vực của bảng có thực sự nóng, nó có thể giúp bạn thu hẹp khu vực ít nhất.

Hoặc bạn có thể sử dụng kỹ thuật "Máy ảnh nhiệt Louis Rossmann không có máy ảnh nhiệt" - che bảng bằng IPA, chạy nhanh qua nguồn điện - thứ bị rút ngắn nóng lên và cồn sẽ bay hơi rất nhanh. Nó làm cho nó thực sự rõ ràng những gì rút ngắn. Xem bản demo tại đây: https://youtu.be/gRV0cmIj5Ks?t=236 - vâng, đó là một ví dụ tồi, bởi vì anh ta tìm thấy ngắn với máy ảnh nhiệt trong trường hợp này, nhưng anh ta thường sử dụng phương pháp cồn và nó làm việc tuyệt vời

Nếu bạn không thể đặt đủ dòng điện vào đường ray để có thể nhìn thấy dưới dạng nhiệt, bạn có thể thử sử dụng đồng hồ đo điện áp nhạy.

Đặt đồng hồ trong phạm vi microvolt (VvV), chạm vào một đầu dò đến nơi dòng điện đến và đầu dò khác đến nơi bạn nghi ngờ nó có thể đi. Càng nhiều dòng điện đi qua tuyến đường đó, sự khác biệt cao hơn đồng hồ sẽ hiển thị.

Kỹ thuật thông thường của tôi là giữ một đầu dò luôn ở đầu nối nguồn hoặc chân đầu ra của bộ điều chỉnh điện áp và di chuyển đầu dò khác cho đến khi tôi tìm thấy sự khác biệt cao nhất. Điểm này sau đó là gần nhất với ngắn mạch.

Dấu vết PCB có điện trở khoảng 1 milliohm mỗi milimet, tùy thuộc vào độ rộng của khóa học (bạn có thể kiểm tra bằng máy tính ). Do đó, nếu ngắn mạch là bản vẽ, ví dụ 100mA, bạn sẽ thấy chênh lệch 1mV trên mỗi 10 mm.

Bạn cũng có thể thử làm điều này từ phía GND, điều này có thể giúp ích nếu ngắn mạch là từ chân đầu ra IC xuống đất. Nhưng nếu bo mạch có mặt phẳng GND tốt, có lẽ bạn sẽ không thấy điện áp với dòng điện nhỏ.

Các tùy chọn tốt đã được đề cập, nhưng tôi sẽ thêm nó. Disclaimer : nó phù hợp hơn cho quần short trên dấu vết tín hiệu.

Nút bị kẹt

Nghệ thuật điện tử, pg. 276, thảo luận về "trình theo dõi nút bị kẹt" - một microvoltmeter nhạy, mà bạn sử dụng trong khi mạch được cấp nguồn và có thể chỉ cho bạn biết vị trí ngắn. Bạn giữ một trong các đầu dò trên một vị trí cố định (ví dụ: đường ray 3V3), một đầu dò khác bạn di chuyển dọc theo dấu vết PCB. Các dấu vết mang ngắn thể hiện sự sụt giảm điện áp có thể đo được, do đó, bạn càng đến gần ngắn, màn hình trên vôn kế sẽ càng lớn.

Tôi chưa bao giờ xây dựng cái này, nhưng nó có vẻ hợp lý (và Tony EE cũng đề cập đến nó). Nhưng nó thực sự hữu ích hơn khi các dấu vết PCB được đề cập là mỏng.

Sửa ngắn

Trong trường hợp khi ngắn nằm trong một IC, nó thường là một IC bị lỗi và tôi chỉ cần thay đổi nó. Nó có thể đã bị giết bởi ESD hoặc một số loại lạm dụng.

Nếu nó có trên PCB (và bạn không có thử nghiệm điện), tôi thích sửa chúng bằng cách đặt một siêu tụ điện lớn (2kF@2.7V) trên đường ngắn để làm bay hơi những chiếc râu nhỏ gây ra nó. Một khi chúng tôi đã có một loạt PCB bị vấy bẩn bởi các vấn đề như thế này (do chuyển đổi không tốt sang các máy đo, khiến chúng không tuân thủ DRC của fab). Chúng tôi đã sửa một loạt các bảng có râu như thế này, đó là một trải nghiệm hoàn toàn thú vị (mặc dù có mùi) :)

Nếu thiết bị điện tử của bạn sẽ không bị giết bởi 2.7V, bạn cũng có thể sử dụng phương pháp này trên bảng dân cư. Chỉ cần cẩn thận với cực, nếu không sẽ có khói ở khắp mọi nơi :)