Блог Шаблон

---

Новость

5 самых распространенных вариантов ремонта печатных плат

26.10.2021 <<Назад

Многие не понимают, что электроника, устройства и предметы, которыми они владеют, построены на нескольких внутренних компонентах, которые работают совместно, чтобы обеспечить необходимые функциональные возможности и функции, которые они используют. Например, мобильный телефон — это больше, чем просто корпус, кнопки и дисплей, которые вы видите снаружи. Внутри устройства находятся несколько частей, в которых размещаются и соединяются необходимые компоненты. Одна из этих основных частей называется печатной платой или PCB для краткости.

Печатные платы — основа большей части электроники. Только к концу 2018 года ожидается, что объем продаж печатных плат в мире достигнет 82 миллиардов долларов США . Это должно дать вам некоторое представление о том, как часто печатные платы используются в производстве.

Без них многие устройства просто перестали бы функционировать. В случае серьезного сбоя или неисправности это может вызвать довольно серьезные проблемы. Печатные платы тоже не являются неуязвимыми. Со временем они сильно изнашиваются, что может ухудшить их производительность и функциональность. Такие вещи, как погода, влажность, возраст и даже высота над уровнем моря, могут повлиять на состояние доски.

К счастью, можно отремонтировать или переделать платы, чтобы снова сделать их новыми. Это делает одно из двух. Либо рассматриваемую плату можно вернуть в исходное устройство, чтобы оно снова работало. Или, если хотите, его можно использовать в совершенно другом устройстве, как форму вторичной переработки.

Конечно, прежде чем какую-либо плату можно будет отремонтировать, инженеры должны понять и понять, почему она вообще вышла из строя. Вы не можете хорошо решить проблему, если не знаете, что пошло не так, не так ли?

Очень полезно знать и идентифицировать некоторые из наиболее распространенных проблем, связанных с печатными платами, чтобы, если и когда устройство все-таки выйдет из строя, вы, по крайней мере, знали, что пошло не так. Мы собираемся взглянуть на некоторые из наиболее распространенных проблем с печатными платами и изучить пути их решения.

Для большей уверенности давайте разберемся, что такое печатная плата на самом деле и что она делает.

Что такое печатные платы?

Печатная плата или PCB является основным компонентом почти всех электронных устройств. Во всем, кроме самой простой электроники, используется какая-то плата для соединения и механической синхронизации всех элементов продукта. Кофеварка, например, может иметь внутри небольшую печатную плату для подключения электронной системы управления, нагревательного элемента и дисплея.

В первые дни — задолго до того, как появилось программное обеспечение для проектирования — печатные платы планировались с использованием листов майлара путем ручной разработки и часто были в четыре раза больше, чем сама печатная плата. Дизайнеры закладывали контактные площадки, следы и компоненты в предложенный дизайн, который использовался как своего рода раскадровка для тестирования и объяснения схем. Сегодня все это делается с помощью программного обеспечения для проектирования и производства.

Печатные платы механически необходимы для поддержки и соединения всех компонентов в устройстве, которые синхронизируются с помощью токопроводящих дорожек — это позволяет электричеству свободно течь через плату и от компонента к компоненту.

Компоненты печатной платы припаяны к плате, которая электрически и механически скрепляет их с общей схемой. Эти «компоненты» включают в себя такие вещи, как аккумулятор, резисторы, светодиоды, транзисторы (транзистор скупка), конденсаторы и многое другое.

Платы часто производятся слоями, которые включают различные уровни проводящих и непроводящих листов. Они могут быть односторонними с одним слоем меди, двусторонними с двойным слоем меди с обеих сторон слоя подложки или многослойными с разными слоями меди и подложки. Стоит упомянуть, что многослойные платы обеспечивают множество преимуществ, таких как повышенная плотность компонентов, однако их намного сложнее анализировать, ремонтировать и модифицировать.

Важно понимать, что детали и методы ремонта печатных плат часто состоят из тех же материалов и компонентов, которые изначально использовались для создания оборудования. Заменителей или альтернатив очень мало, особенно когда речь идет о надежных и проводящих материалах. Это подчеркивает необходимость найти подходящую профессиональную ремонтную бригаду с нужными активами и связями.

Какие устройства их используют?

Печатные платы используются почти во всех электронных устройствах, которые вы можете найти, от смартфонов и компьютеров до телевизоров и пылесосов. Если устройство требует для работы электрического соединения, можно с уверенностью сказать, что внутри есть какая-то печатная плата, иногда невероятно маленькая и тонкая.

По мере развития технологий на протяжении многих лет, проектирование и разработка печатных плат позволяет использовать более мелкие и сложные компоненты, а также более тонкие и менее громоздкие платы. Это делает процесс ремонта печатной платы особенно сложным, потому что существует очень много различных типов, различающихся по размеру и дизайну. Вы не можете обратиться к кому-либо, чтобы отремонтировать, модифицировать или переработать печатную плату. Крайне важно, чтобы вы пошли к авторизованной группе, у которой есть опыт и необходимое оборудование, чтобы это произошло.

Почему выходят из строя печатные платы?

Как и все, что ухудшается со временем и при длительном использовании, печатные платы могут столкнуться с множеством проблем. От следовых повреждений, влияющих на проводимость платы и схемы, до отказа компонентов, в результате которого умирают конденсаторы или диоды, на печатной плате есть много спорных моментов.

Это помогает выявить и понять некоторые из наиболее распространенных сбоев, чтобы вы могли решить проблему соответствующим образом. Это также может помочь людям, не имеющим прямого опыта работы с печатными платами, поддерживать их в лучшей форме.

1. Физическое повреждение
Это наиболее очевидный выбор, когда речь идет о повреждении печатной платы. Фактически, наиболее частые причины отказов печатных плат связаны с физическим повреждением устройства или его внутренних компонентов. Это может быть что угодно, относящееся к физическому давлению или шоку. Рассматриваемое устройство могло быть упало с большого расстояния. Возможно, его ударили или ударили другим предметом? Также существует вероятность того, что устройство было разобрано по какой-либо причине, и повреждение произошло непосредственно на плате.

Как диагностировать и ремонтировать

До тех пор, пока не происходит полный отказ — плата упала на землю и раскололась или полностью сломалась, — физические повреждения можно устранить с помощью процесса восстановления. Как правило, это включает в себя плавление поврежденных участков платы или ремонт путем разборки и повторной сборки. Из-за характера большинства физических повреждений маловероятно, что это может быть сделано в качестве самостоятельного проекта теми, у кого нет опыта ремонта печатных плат. Ремонт физических повреждений должен производиться только обученным и опытным специалистом. В большинстве случаев это требует переделки платы, перепайки компонентов и реболлинга токопроводящих дорожек.

2. Отказ компонентов
Помимо физического повреждения, неисправные компоненты являются другой наиболее частой причиной отказов печатной платы. Фактически, если и когда нет физических повреждений, но устройство не работает или не включается, вы можете почти гарантировать, что это связано с одним из компонентов, подключенных к плате.

Сам компонент может быть чем угодно, от конденсатора до диода или микропроцессора. Если проблема заключается в компоненте, который вышел из строя или не работал, возможно, его необходимо полностью заменить. Однако проблема не всегда в фактическом компоненте. Иногда из-за старения, перегрева и провалов напряжения следовая цепь может ухудшиться до такой степени, что перестает быть проводящей. Также возможно, что один или несколько компонентов полностью отсоединились от платы и их необходимо переустановить.

Как диагностировать и ремонтировать

Вы можете спросить, как починить печатную плату при выходе из строя какого-либо компонента? Опять же, процесс ремонта и восстановления неисправных компонентов лучше доверить профессионалам. Существуют инструменты для измерения напряжения и различные устройства, которые можно использовать для проверки проводимости цепи платы. Их также можно использовать, чтобы определить, течет ли электричество к компоненту или полностью вышел из строя элемент платы. Часто, просто открыв устройство, можно увидеть неисправные компоненты. Их внешняя оболочка может показаться обгоревшей, потрескавшейся или сломанной, либо компонент полностью отсоединен от платы и болтается.

Чтобы отремонтировать неисправный компонент, вам может потребоваться нагреть — обычно с помощью теплового пистолета — припаять и провести тщательное тестирование.

3. Следы повреждений Следы на печатной плате — это проводящие пути, состоящие из серебра или меди. Как правило, проблему со следами можно увидеть невооруженным глазом, но не всегда. Если след повреждается в результате регулярного использования или физического повреждения, это может вызвать серьезные проблемы с проводимостью печатных плат, компонентами и рассматриваемым устройством.

Некоторые из наиболее распространенных причин следовых повреждений включают удары молнии, сильные скачки напряжения или короткое замыкание, загрязнение металлической пылью, перегрев и нормальный износ.

Как диагностировать и ремонтировать

При условии, что след не очень тонкий и трудноразличимый, повреждение обычно можно определить, просто сканируя путь. Медь и серебро по своей природе яркие и блестящие, что упрощает определение поломки или повреждения. Имейте в виду, что это не всегда так, но это беспроигрышный вариант.

Чтобы отремонтировать неисправные или повредить дорожки следов, вам просто нужно перепаять или переболеть доской с необходимым материалом. Это повторно подключает разорванную цепь и позволяет электричеству беспрепятственно течь по плате.

4. Плохой дизайн.

Как бы нам ни хотелось хвалить каждого существующего инженера или разработчика продукта, это просто нежизнеспособно. Иногда по какой-либо причине команда может срезать углы при разработке платы или производстве необходимых компонентов. Это может привести к плохому дизайну и конструкции платы, что впоследствии вызовет проблемы.

К сожалению, плохой дизайн печатной платы может привести к нескольким причинам, многие из возникающих сбоев уже обсуждаются здесь.

Как диагностировать и ремонтировать

Вы узнаете, как только у вас будет неисправная или плохая печатная плата, потому что ваше устройство будет продолжать выходить из строя снова и снова, даже после ремонта или обслуживания. Лучшее решение для некачественной печатной платы — полностью заменить ее, посетив официальный или лицензированный ремонтный центр.

Самый простой способ определить плохо спроектированную плату — это количество отказов или проблем после длительного использования. За исключением значительных физических или электрических повреждений устройства, если вы возьмете плату для ремонта или анализа и возникнет несколько проблем, вероятно, что-то не так с конструкцией платы. В некоторых случаях это просто означает, что оригинальный производитель использовал дешевые или ненадежные компоненты, но сама плата в порядке.

5. Сбой питания
В большинстве случаев сбой питания очень похож на отказ компонента, он может даже быть одним и тем же. Основная проблема связана с тем, что произошел серьезный сбой питания всей платы или ее части. Один из компонентов мог быть подвергнут воздействию более высокого напряжения, чем обычно, что привело бы к его перегреву и взрыву. Или, может быть, где-то произошел сбой трассировки, вызвавший короткое замыкание? В любом случае, измеритель мощности может использоваться для проверки каждого отдельного компонента и общей проводимости платы.

Как диагностировать и ремонтировать

У всех профессиональных ремонтных бригад есть измеритель мощности или напряжения, который можно использовать для выявления электрических проблем с платой и ее компонентами. Это действительно единственный способ диагностировать проблему за пределами видимого повреждения компонента. Что касается ремонта, лучше всего доверить этот процесс профессионалам, но, как правило, он включает переустановку или замену компонентов.

Из чего состоит ремонт и восстановление печатных плат?

Есть несколько способов ремонта или обслуживания печатной платы, требующие разной степени квалификации. Однако по большей части все, что связано с внутренним устройством электроники или устройства, требует знаний в области техники и механики, а также основных электрических схем. Что касается некоторых более крупных устройств, представленных на рынке, вы можете серьезно или даже смертельно ранить себя, если не знаете, что делаете.

При наличии следов и токопроводящих дорожек вам может потребоваться покрытие, удаление или замена необходимого материала: будь то медь или серебро. Часто для этого используются такие инструменты, как паяльник или тепловая пушка.

При физическом или видимом повреждении платы необходим ремонт основной платы. Это может включать плавление аналогичных материалов для изменения формы или модификации платы, а иногда даже может потребовать полной разборки.

Для ремонта проводов и компонентов могут потребоваться знания и навыки пайки, демонтажа, восстановления BGA и высокой точности. Если вы когда-либо работали или держали паяльник раньше, не так-то просто удержать устойчивую руку и равномерно распределить материал. Вам понадобится большой опыт работы с паяльником и демонтажным паяльником, чтобы убедиться, что компоненты и детали правильно установлены на плате.

Конечно, существует множество стандартов IPC и ICO, которым должны следовать профессионалы, чтобы гарантировать, что электроника и компоненты построены и отремонтированы с использованием надлежащих протоколов. Если вы не знаете или недостаточно знаете об этих стандартах , вы можете позже оказаться в затруднительном положении.

Убедитесь, что все службы по производству электроники или EMS, с которыми вы работаете, знают и соблюдают необходимые процедуры.

EMS, если вы не знаете, часто представляет собой компанию по ремонту печатных плат, которая проектирует, производит, тестирует, распространяет и ремонтирует электронные компоненты и внутренние узлы. Обычно они обслуживают компоненты и устройства для OEM-производителей или производителей оригинального оборудования. OEM — это компания, которая изначально разработала и владеет данным продуктом.

Весь этот процесс называется контрактным производством электроники или сокращенно ECM.

Какие материалы необходимы для ремонта печатной платы?

Как и следовало ожидать, для большинства ремонтов требуются те же материалы или улучшенные материалы, которые использовались в официальном дизайне платы. Это может потребовать переустановки меди или серебра для восстановления путей следа. Подложки для печатных плат часто состоят из стекловолокна или эпоксидной смолы с медной фольгой, прикрепленной к проводящему слою. Они также могут состоять из армированной фенольной смолы, материала, более напоминающего бумагу, который тоньше стекловолокна.

Золото также используется многими производителями или ремонтными центрами, особенно когда дело доходит до повторного покрытия или улучшения паяных сегментов платы.

Лучшие сервисные и ремонтные бригады могут собрать или отремонтировать поврежденную плату достаточно близко к ее первоначальному состоянию, так что нет почти никакой разницы между предыдущей версией и обновленной. Конечно, это требует большого мастерства и опыта, которых вы не найдете за пределами опытной и профессиональной среды.

Важная часть поиска и найма профессиональных ремонтных служб — убедиться, что у них есть подходящие материалы и инструменты для ремонта печатных плат, необходимые для выполнения работы. У некоторых сервисных ремонтных бригад не все находится в собственности или на месте, что может увеличить время, необходимое для ремонта или повторной сборки деталей. Им приходится ждать получения необходимых материалов или инструментов.

Ни для кого не секрет, что многие используемые материалы не являются экологически чистыми и безопасными. До нас еще далеко, но есть ученые и передовые команды, работающие над биоразлагаемыми ПХБ , которые после выброса разрушаются естественным путем.

Перевод статьи emsginc.com/resources/5-most-common-pcb-repairs/

<<Назад