Concernant le dépannage des PCB, il est courant qu’une fraction des PCB fabriqués échoue aux tests de contrôle de la qualité. En effet, le dépannage des PCB est donc généralement le seul moyen de les sauver. Ainsi, le dépannage des PCB est donc une mesure cruciale de réduction des coûts pour la fabrication de PCB électronique.
Cependant, il est parfois plus facile ou moins coûteux de se débarrasser du dispositif défectueux ou de le remplacer par un nouveau. En effet, cela soulève de nombreuses questions concernant l’étendue du dépannage des circuits imprimés.
Pour commencer, votre expérience en matière de dépannage peut déterminer ce que vous pouvez accomplir avec le dépannage des circuits imprimés. En effet, les personnes qui se trouvent au début de la courbe d’apprentissage auront le plus de mal à travailler avec les options de dépannage des circuits imprimés.
Ainsi, ce dossier est un scoop sur le dépannage des circuits imprimés. En effet, ceci vous aidera à vous familiariser avec la courbe d’apprentissage. Ainsi, il donne un aperçu de la portée du dépannage. En effet, son but est de vous aider à prendre les bonnes décisions concernant un PCB défectueux.
Dépannage des PCB
Aperçu du dépannage des PCB
En effet, la qualité d’un dispositif PBC dépend du degré de précision avec lequel il remplit ses fonctions. Cependant, les interventions humaines dans ses processus de fabrication peuvent engendrer des chevaux de Troie.
En effet, l’erreur humaine pure et simple est généralement à l’origine des défauts des PBC. Ainsi, certaines de ces erreurs comprennent des composants mal soudés, l’utilisation de tensions inappropriées, etc. Cependant, il existe un certain nombre d’autres défauts qui ne sont pas le résultat direct d’une erreur humaine, comme la dégradation des composants.
Toutefois, le point commun de ces deux types d’erreurs est que la plupart de ces défauts sont généralement difficiles à déchiffrer. Ainsi, dans de tels cas, les techniques de dépannage vous aident à débloquer des informations.
L’étendue des problèmes traités par le dépannage des circuits imprimés
Les opérations de l’électronique des circuits imprimés tournent autour de l’électricité, qui est le flux d’électrons d’un niveau à un autre. En effet, les fonctions de l’électronique du circuit imprimé sont basées sur la régulation de la tension et des courants à l’intérieur du circuit imprimé.
Toutefois, les éléments qui confèrent à une carte électronique PCB ces attributs de régulation sont les résistances, les condensateurs, les inductances et le câblage soudé. Cependant, les dommages dus aux pics de tension et aux surintensités peuvent perturber le schéma de circulation des électrons dans la carte.
Toutefois, la plupart des défauts résultant de ces perturbations sont connus sous le nom de défaillances intermittentes.
Facteurs qui déterminent quelle technique de dépannage est la plus efficace dans un cas donné
Le nombre de couches, la taille, la gamme de composants, etc., influencent la viabilité de la technique de dépannage d’une carte PBC utilisée. Les cartes hautement sophistiquées nécessiteront très probablement un dépannage à l’aide d’un équipement spécial.
Cependant, un équipement électrique de base vous aidera à dépanner les PBC avec succès la plupart du temps. En effet, les PBC sont généralement assez faciles à dépanner. Il vous sera donc facile de dépanner un PBC moyen sans utiliser d’outils avancés.
L’un des outils les plus dynamiques pour le dépannage des circuits imprimés est le multimètre. Cependant, dans les cas très complexes, vous pouvez avoir besoin d’utiliser des équipements avancés tels qu’un analyseur logique, un oscilloscope et un compteur LCR.
Ces outils permettent de mieux comprendre les comportements opérationnels et la cartographie d’un circuit imprimé.
Vous souhaitez en savoir plus sur la façon dont les outils de dépannage révèlent la cartographie et les opérations PBC ? Le chapitre suivant y réfléchit.
Cartographie et dépannage des circuits imprimés
L’importance du PCBMapping dans le dépannage des PCB
Un PCB typique est constitué d’un réseau de traces de cuivre et d’isolants qui relient des groupes de composants dans un circuit imprimé. L’une des raisons pour lesquelles certains PCB sont plus faciles à dépanner que d’autres est la disponibilité du schéma du PCB.
Il est plus facile de dépanner un PCB si vous avez déjà une bonne compréhension de son flux de courant, de ses signaux et de ses traces. Essentiel pour vous de savoir quel condensateur va de pair avec quelle résistance pour dépanner.
Il est également essentiel de comprendre la position du diviseur de tension, du filtre et de la bobine d’arrêt dans le circuit imprimé, mais si vous ne comprenez pas la configuration d’un circuit imprimé, il est préférable de dépanner en commençant par les connecteurs.
Les connecteurs sont l’interface à partir de laquelle les entrées erronées provenant de l’environnement externe se frayent un chemin vers le PCB. Ces entrées erronées peuvent entraîner des pics de tension, des surintensités de courant, etc. Cependant, vous devez savoir comment cartographier un PCB pour le dépanner sans avoir accès aux schémas de la carte. Si vous ne l’êtes pas, cela peut prendre beaucoup de temps pour retracer la configuration du PCB.
Comment dessiner un PCB
Une façon de commencer à dépanner sans comprendre les schémas du PCB est d’utiliser des sondes de multimètre standard. Toutefois, cette méthode peut s’avérer fastidieuse, car vous devrez tester chaque soudure avec la sonde du multimètre.
Cependant, une façon plus naturelle de tracer le PCB est d’utiliser un morceau d’aluminium. Cette technique vous permet de rechercher les connexions PBC sur une plus grande surface à la fois, ce qui minimise le temps et les efforts. Pour ce faire, vous avez besoin d’un multimètre, de fils avec des pinces crocodiles, d’un morceau de papier d’aluminium et d’une pince coupante.
Commencez par dénuder 2 cm de fil à une extrémité et 4-5 cm à l’autre extrémité. Enroulez le morceau de feuille d’aluminium autour du fil. Connectez ensuite le câble de la feuille d’aluminium au fil du multimètre. Enroulez la feuille d’aluminium autour d’un de vos doigts, puis touchez le deuxième fil du multimètre avec ce doigt.
Il serait utile d’obtenir une mesure de résistance de 0 ohms. Cependant, si la lecture est supérieure à 15-20 ohms, vous devez refaire l’opération de foilage.
Après avoir réussi, utilisez la sonde du multimètre pour toucher la carte à un endroit à la fois. Ainsi, placez votre doigt sur la feuille et touchez la partie soudée de l’assemblage. De cette façon, vous pouvez rapidement couvrir plus de zones. Lorsque le multimètre émet un bip, cela signifie que vous avez trouvé une piste reliant les composants.
Maintenant que vous en savez beaucoup sur la schématisation des PCB, vous devriez être prêt à apprendre les étapes de dépannage.
Comment dépanner
Voici quelques-unes des étapes cruciales que vous devez suivre en premier lors du dépannage d’un PBC :
Inspection visuelle
Effectuez une inspection visuelle de la carte pour identifier les composants brûlés, les fissures et les joints secs. C’est l’une des façons les plus simples de dépanner sans alimentation.
Une bonne loupe est un outil crucial pour l’inspection visuelle, car il peut y avoir de petits dommages physiques.
Vous en apprendrez davantage sur l’inspection visuelle dans les chapitres suivants.
Inspection physique de l’alimentation électrique
Si l’inspection visuelle n’aboutit à aucun résultat significatif, il est alors temps de vérifier l’alimentation électrique. Vous devez vous assurer que le circuit intégré (IC) reçoit les niveaux appropriés de l’alimentation électrique.
Des niveaux inappropriés d’alimentation du IC peuvent provoquer une surchauffe ou une surcharge de la carte. Vous pouvez facilement retrouver les endroits où des tensions élevées ont pu causer des dommages en touchant simplement la surface et les composants de la carte PBC.
En touchant diverses parties du circuit, vous modifiez également l’impédance du circuit. Comme cela modifie le comportement du système, cela peut vous aider à repérer les parties qui ont besoin d’une capacité supplémentaire.
Vous pouvez utiliser de l’air comprimé en conserve pour refroidir un point chaud afin de tester si le composant fonctionne correctement. Cependant, vous devez prendre certaines précautions.
Une précaution à prendre lors de l’inspection physique est de s’assurer que vous touchez le PBC avec une seule main à la fois. Cela permet d’éviter que les décharges électriques n’atteignent le cœur et ne provoquent des chocs mortels. Une bonne pratique consiste à garder une main dans votre poche lorsque vous touchez un circuit sous tension.
Une autre précaution essentielle consiste à bloquer tout chemin potentiel vers la terre pour le courant afin d’éviter les chocs. Ces chemins incluent vos pieds nus, ainsi qu’une sangle de mise à la terre non résistante.
Test explicite des composants
C’est à ce stade du dépannage que vous devrez commencer à utiliser des outils de test. Tout d’abord, vous devez mesurer les tensions d’alimentation de l’ensemble de la carte.
Ensuite, mesurez les tensions dans différentes parties du circuit pour identifier toute partie présentant des tensions inappropriées. Le schéma du circuit vous sera utile à ce stade.
Maintenant que vous connaissez certaines des étapes nécessaires au dépannage des PBC, vous voudrez peut-être savoir quelle est la meilleure étape. Découvrez les meilleures étapes de dépannage des PBC dans le chapitre suivant.
Les meilleurs moyens de dépanner les circuits imprimés
Analyse nodale
La meilleure technique de dépannage des circuits imprimés consiste à tester les composants en utilisant l’analyse nodale. Cette technique vous permet de tester le PCB sans alimenter la carte. Il vous suffit d’alimenter le composant particulier que vous souhaitez tester à chaque fois. L’objectif est de mesurer la tension appliquée et la réponse en courant du composant.
L’analyse nodale consiste à mesurer systématiquement les tensions à des nœuds spécifiques pour les comparer à la tension d’un nœud de référence. Ce nœud de référence est choisi au hasard parmi les différents nœuds de la carte. La technique consiste à appliquer le KCL pour déterminer la différence entre les tensions des nœuds en termes de courants de branche.
La différence entre les tensions nodales est déterminée par un système d’équations qui décrit le fonctionnement du circuit. Vous pouvez rapidement déterminer la réponse du courant à un nœud une fois que vous avez compris l’équation.
Il y aura un total de N-1 équations indépendantes donnant les tensions des nœuds puisqu’un nœud sert de nœud de référence. Vous pouvez ensuite appliquer la loi d’ohms aux tensions de nœud mesurées pour déchiffrer les courants dans le circuit.
Comment mettre en œuvre l’analyse nodale
1. Identifiez le nombre de nœuds, puis choisissez et étiquetez le nœud de référence. La règle empirique consiste à choisir un nœud qui relie le nombre le plus important d’éléments ou de sources de tension ou le nœud asymétrique.
2. Attribuez une variable à chacune des tensions inconnues d’un nœud. Exprimez alors la tension inconnue en fonction des tensions connues.
3. Écrire des équations qui expriment la valeur des sources secondaires par rapport aux tensions des nœuds. 4.
4. Écrire une équation KCL pour chaque nœud en réduisant le courant sortant du nœud à zéro. Le KCL stipule que la somme algébrique de tous les courants entrant et sortant d’un nœud est égale à zéro. Utilisez la KCL pour déterminer les variables inconnues.
5. Pour les sources de tension entre deux tensions inconnues, combinez les deux nœuds en un super-nœud et exprimez-les en une seule équation.
Problèmes de PCB et comment les résoudre
Les erreurs sont presque inévitables dans les processus de conception et de fabrication des PBC. Cependant, il s’agit de problèmes courants que vous pouvez rapidement résoudre. Voici un récapitulatif des trois problèmes les plus courants et de la manière dont vous pouvez les surmonter :
Dégagement défectueux entre le cuivre et le bord
Le cuivre possède d’excellentes propriétés conductrices. Cependant, il est généralement recouvert d’autres matériaux car il est facilement sensible à la corrosion et à l’usure.
Cependant, lors de l’ébarbage, le revêtement d’un raccord en cuivre qui est proche du bord peut être rasé. Cela peut entraîner de nombreux défauts dans le PBC électronique. Cette exposition peut même conduire à des
chocs électriques si quelqu’un touche directement le PCB.
Une façon simple de contourner ce problème est de s’assurer qu’il y a un espace suffisant entre le cuivre et les bords de la carte. Cet espace est connu sous le nom d’espace cuivre-bord ou plaque-bord.
Interférences électromagnétiques dues au fonctionnement du relais Midget
Les PBC produisent des décharges d’arc lorsqu’ils coupent des courants élevés, et cela donne lieu à des relais nains qui produisent des interférences électromagnétiques. Ces interférences peuvent provoquer la réinitialisation fréquente d’une unité centrale, ainsi que des décodeurs qui produisent des signaux erronés.
Vous pouvez résoudre ce problème en améliorant les capacités anti-interférences de l’unité centrale ou en réduisant la source des interférences.
Pièges à acide
Les acides remplissent les angles aigus d’un PBC pendant le processus de gravure. Ainsi, les acides piégés peuvent ronger les cartes et provoquer des défauts. Toutefois, les pièges à acide sont très courants, et ils sont généralement l’une des principales erreurs traitées par un contrôle DFM.
Techniques de dépannage des PCB
Inspection visuelle
C’est l’une des techniques de dépannage des PCB les plus confortables et les plus efficaces. En effet, elle consiste à rechercher les marques de brûlure brunâtres qui résultent de la surchauffe des composants.
Toutefois, l’inspection visuelle vise également à identifier les joints de soudure défectueux. En effet, un bon joint de soudure est généralement lisse et brillant. Toutefois, un joint d’aspect terne peut être le signe d’un joint sec. En outre, un joint sec provoque un contact faible au niveau du joint de soudure, ce qui altère la conduction du circuit.
Parfois, le joint sec et les marques de brûlure peuvent être invisibles à l’œil nu. Ainsi, une loupe peut vous aider à identifier les dommages qui échappent à l’œil nu. Par conséquent, une loupe est donc un outil essentiel pour le dépannage des PBC.
Comparaison des cartes de circuits imprimés
Il s’agit d’une autre technique de dépannage des circuits imprimés, rapide mais très efficace. Ainsi, elle consiste à comparer rapidement les circuits imprimés défectueux avec les bons. En effet, cette comparaison est généralement effectuée en inspectant les points de référence de la carte défectueuse. Également, celle de la première carte à l’aide d’un multimètre, puis en comparant les valeurs obtenues.
Test de composants discrets
C’est l’une des techniques de dépannage de circuits imprimés les plus efficaces, car elle consiste à tester chaque composant. Ces composants comprennent le condensateur, la résistance, la DEL, la diode et d’autres composants actifs discrets.
Vous pouvez utiliser un multimètre ou un compteur LCR pour cette technique de dépannage. La méthode d’analyse nodale décrite précédemment est également une autre variante de cette technique.
L’objectif est d’identifier les composants dont la valeur est supérieure à la valeur déclarée du composant. Ces valeurs supérieures sont généralement le résultat d’une surchauffe, d’une mauvaise soudure ou d’un défaut inerte du composant.
Sondage de signal
Cette technique nécessite une bonne compréhension du circuit pour identifier le point de test du signal et interpréter les résultats. Le sondage des signaux implique généralement des tests de tension à l’aide d’un multimètre portatif, ainsi que la capture de formes d’onde à l’aide d’un oscilloscope.
Dans le test de tension, un niveau de tension plus faible indique une fuite dans le circuit intégré. La capture de forme d’onde, qui montre comment les signaux changent, vous fournit plus d’informations que le test de tension.
Vous en savez maintenant beaucoup sur les techniques de dépannage des PCB les plus utilisées. Cependant, que pouvez-vous faire avec toutes ces informations ?
Conclusion
Le dépannage des circuits imprimés exige une attention particulière aux détails, de la détermination et de la concentration. La méthode et les outils de dépannage les plus efficaces dépendent du niveau de complexité du PCB ainsi que de votre expérience.
Grâce à une expérience complète, vous pouvez rapidement dépanner presque tous les types de PCB sans utiliser d’outils avancés. Toutefois, si vous ne disposez pas des outils ou de l’expertise nécessaires pour dépanner un PCB, il est essentiel de contacter des experts en la matière afin de ne pas causer davantage de dommages.
