PCB故障排查指南：从外观检查到通电测试

创作时间:

2025-01-21 23:14:17

作者:

@小白创作中心

PCB故障排查指南：从外观检查到通电测试

印制电路板（PCB）是几乎所有电子设备的核心组件。随着电子产品功能的日益复杂，PCB的故障率也随之增加。本文将详细介绍PCB故障的原因，并提供一套系统化的故障排除指南，帮助工程师和技术人员快速定位和解决问题。

PCB 故障的原因

在对PCB电路进行故障排除之前，我们需要先了解PCB故障的原因。PCB发生故障的原因有很多种，下面列出其中一些原因。

设计缺陷：包括错误的PCB布线、元件和走线之间的最小间隙暴力、不当的接地和电源规划，以及不考虑信号完整性。
电子元件缺陷：一些组件具有固有的制造缺陷，这些组件无论何时用于任何PCB中，都可能导致PCB故障。
设计缺陷：设计缺陷被认为是导致PCB故障的主要原因之一。它几乎包括所有方面，例如PCB布线、元件放置不当、电源分配、信号完整性问题和热管理。通过PCB设计工程师和PCB制造商之间的全面合作，可以减轻此类缺陷。
缺乏ESD保护：在PCB封装过程中，未能采用适当的ESD保护措施，会导致PCB上敏感元件受损，最终导致PCB故障。
环境因素：不同的PCB需要设计为在不同的环境条件下运行，因此填充的组件必须符合相应的要求。例如，如果某个PCB必须在极高温度或极低温度下运行，则该PCB的采购组件必须能够在这种极端环境条件下运行，否则最终的PCB将发生故障。这可以通过在采购组件之前彻底检查组件数据表来实现。

PCB故障还有许多其他原因，例如制造错误、焊接问题、物理损坏、老化、组件磨损、电源管理不善以及采购的组件低于要求。了解这些原因有助于了解如何排除PCB故障。

如何排除PCB板故障

PCB故障排除是一项繁琐的工作，有时是一项具有挑战性的工作。在这里，我们将详细讨论如何排除PCB故障。图1显示了执行PCB故障排除的分步指南。在开始PCB故障排除之前，重要的是保持安全措施完好无损，以避免与健康相关的问题。

在开始PCB故障排除之前，必须关闭所有电源。
使用防静电带、手套和其他个人安全设备。
确保没有缺少跳线，然后打开电源。
在通风良好的区域工作很重要，这样就不会积聚清洁化学烟雾或焊接烟雾。

1. 外观检查：

目视检查在PCB板故障排除中非常重要。这是PCB出现故障后的第一步。通常，电子元件烧坏是PCB故障的主要原因，可以通过目视检查轻松发现（参见图2），然后制定如何排除PCB板故障的策略。其他故障（如冷焊、焊料过多、焊盘缺失以及极性元件的极性）也可以通过肉眼目视检查检测和解决。有些错误是肉眼无法检测到的，对于这些错误，AOI或X射线检查可能会有所帮助。检测并更换有缺陷的组件后，检查PCB功能是否成功排除故障，如果没有，则转到PCB故障排除的下一步（参见图1）。

2. 检查原理图设计：

如前所述，PCB由不同的电子元件连接而成，形成闭环电路。优秀的PCB设计师会在PCB中划分不同的部分，例如由高额定值电容器组成的电源区域，有时是桥式整流器和分压器，其他部分是敏感元件，还有运算放大器，以便于调试和清晰显示。原理图检查对PCB板故障排除非常有帮助。

幸运的是，如果有原理图，那么通过对电子产品的良好理解，PCB调试就会变得更容易，但如果没有原理图，那么最好通过简单的逆向工程PCB来获得更好的见解。

3. 启动PCB：

在排除故障时，检查PCB是否可以通电非常重要。针对每种情况，都有不同的方法来排除PCB故障。两种情况都记录下来。

情况1：当PCB可以通电时：

在这种情况下，只需为PCB通电即可。不同的PCB需要不同的通电程序，例如，一些PCB需要简单的直流电源，可以使用直流电源轻松通电，而一些PCB需要交流电源，对于此类PCB，可以使用函数发生器。

给PCB通电后，查找热点并检查是否有任何组件存在发热问题。如果任何组件存在发热问题，则检查其输入和输出。如果对于所需的输入，该组件未提供所需的输出，则通过更换故障组件，即可成功排除故障PCB故障。

如果没有热点，则借助DMM和示波器检查不同电路的输入与输出参数。这需要丰富的电子经验和知识才能排除此类PCB故障。此方法在排除故障PCB故障时最常用且最有效。

情况2：当PCB无法通电时：

建议查阅原理图，并利用良好的电子知识为故障PCB通电，但如果无法做到这一点，则寻找工作正常的参考PCB，并开始进行彻底的比较，以确定两个PCB中是否有任何组件不同。如果存在不同的组件，则更换该组件并检查故障PCB是否已成功排除故障。在这种情况下，为PCB中的不同小电路通电有时可能会使故障排除更容易，但这需要非常高的电子知识水平，以便为小电路通电不会影响PCB中的其他电路。