Detekce závad na deskách plošných spojů

Detekce zkratů napájení a uzemnění na deskách s plošnými spoji: Náročný úkol

Zkraty mezi napájením a zemí na vícevrstvých deskách s plošnými spoji (PCB) jsou častým a náročným problémem, který je třeba diagnostikovat bez poškození desky. Použití proudu k lokalizaci zkratu může vést k trvalému poškození, což je nepřijatelné, zejména u drahých nebo unikátních prototypových desek.

Technici a inženýři tradičně používají k lokalizaci těchto zkratů nedestruktivní metody. Začnou vizuální kontrolou desky plošných spojů při dobrém osvětlení nebo s lupou a hledají pájecí můstky, poškozené součástky nebo cizí materiály, které by mohly zkrat způsobit. Pokud nejsou nalezeny žádné zjevné známky, použije se k dalšímu testování multimetr.

Chcete-li provést test spojitosti, nastavte multimetr do režimu testu spojitosti nebo testu diod. Sondy se přiloží na dva body pro testování zkratů. Multimetr vyšle do obvodu nízkonapěťový proud a změří odpor. Velmi nízký odpor (obvykle menší než několik ohmů) naznačuje souvislou cestu proudu, což naznačuje přítomnost zkratu.

Lokalizace místa s nejnižším napětím na desce může pomoci najít zkrat, ale tato metoda nemusí být účinná, pokud mají napájecí a zemnicí roviny příliš malé odpory na to, aby vytvořily čitelné napětí. Tento problém se ještě zhorší, pokud jsou napájecí roviny umístěny ve vnitřních vrstvách desky, které jsou pro zkušební sondy nepřístupné.

Jiné testovací postupy, například použití automatizovaného testeru desek plošných spojů s osciloskopem pro kontrolu signálů, mohou lokalizovat závadu, ale vyžadují drahé nástroje, odborné znalosti a čas, který může být k dispozici jen někdy.

Vysoce výkonná kamera PI 640i s duální optikou nebo cenově dostupná infračervená kamera Optris Xi 400

Rostoucí poptávka po menších, účinnějších a spolehlivějších elektronických součástkách a systémech vyžaduje nástroje pro tepelnou kontrolu, které podporují kritická rozhodnutí v průběhu celého vývojového cyklu výrobku. Vzhledem k tomu, že se elektronický průmysl zaměřuje na snižování velikosti a spotřeby energie, jsou infračervené kamery se středním prostorovým rozlišením nezbytné pro odhalování závad v malých zařízeních a spojích.

Pro účinnou detekci závad se jako základní řešení doporučuje kamera se středním prostorovým rozlišením (320 x 240 nebo lepším) s počtem pixelů alespoň 75 000 prvků. V produktové řadě Optris se pro detekci závad na deskách plošných spojů často používá kamera Xi400, která je k dispozici v několika optických variantách. Výběr kamery s vhodnou optikou a rozlišením zorného pole měření (MFOV) je pro přesné měření cíle zásadní.

Schopnost detekovat zvýšení teploty na malých cílech pomocí infračervené kamery závisí na velikosti a počtu pixelů, které může kamera na malý cíl zaměřit. Pokud je cíl menší než jeden pixel, bude zvýšení teploty tlumeno nižšími okolními teplotami, což ztěžuje lokalizaci poruchy a vede k nepřesnému měření teploty. Stejně důležitá je optika infračervené kamery při zjišťování malých nárůstů teploty na elektronických zařízeních; vysoký počet pixelů je neúčinný, pokud se pixely nedají zaměřit na malou oblast.

Optimální systém infračervené kamery pro detekci závad v různých elektronických aplikacích zahrnuje infračervenou kameru s vysokým rozlišením (640 x 480) a nejméně dvě optiky pro rychlé infračervené skenování velkých desek a podrobné studie závad na malých zařízeních. Termokamery s vysokým rozlišením s přepínatelnou kalibrovanou optikou a možností mikroskopu jsou nejlepší volbou pro detekci závad na deskách plošných spojů.