电路板维修培训.ppt

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电子测试与维修技巧高级研讨班问题导入深入到元器件级问题导入具体内容1、电路板上有元器件损坏,导致系统无法正常工作。2、电路板上某器件性能部分失效,导致系统工作不能长期保持正常,时好时坏。3、电路板上并没有任何器件损坏,但电路板就是不能正常工作,这样的坏,叫断线断路或短路。4、电路板上元器件腐蚀。据英国维修协会统计,电路板中最常见的故障通常都由以下因素引发。导致电路板损坏的几种因素维修操作时据此进行逐一排除就很有可能恢复电路板。为什么说任何电路板都有可能成为被维修的对象这是因为任何电路板都是由分立元器件和各类集成电路芯片构成。所有分立元器件和集成电路芯片都有各自鲜明的特征。测量方法已成经典。规律(或称经验)可循。侦测能力的提高。对专用芯片和有程序的加密器件目前比较茫然。下面我们就围绕以上几个问题进行详细讲解电路板的构成各种电路板,尽管形状厚薄不同,实现的功能各异但其共性都是由下列元器件(或部件)所构成1、印制线路板;2、各种封装形式的集成电路IC;3、三电元件(电阻、电容、电感);4、晶体管(二极管、三极管、场效应管;可控硅);5、变压器;6、稳压器;7、电位器和线圈;8、磁性元器件、9、整流器、10、逆变器、11、继电器、12、变频器和分频器;13、PLC可编程控制器;14、液晶器件;15、荧光器件;16、激光器件;17、晶体振荡器和晶体陶瓷滤波器;18、传感器和各种连接器等。一、电路板的构成二、问明产生故障的成因及现象,学会识别线索每当我们承担维修任务时,面对被维修对象,首先要提问故障是怎么产生的,是自然失效还是人为所导致比如电源加反否换板时不慎摔了等等,然后逐一做笔记。美国爱得华空军基地的一个叫墨菲的测试工程师发明了一条著名的定理,人们就用这位悲观主义大师的名字来命名这条定理。墨菲定理的表述如下“如果一件事情有可能向坏的方向发展,就一定会向最坏的方向发展”。根据“墨菲定律”可以推出四条理论1、任何事情都没有表面看起来那么简单;2、所有的事儿都会比你预计的时间长;3、会出错的事儿总会出错;4、如果你担心某种情况发生,那么它就更有可能发生。墨菲定律告诉我们,容易犯错误是人类与生俱来的弱点,不论科技多发达,事故都会发生。而且我们解决问题的手段越高明,面临的麻烦就越严重。所以我们在事情前应该是尽可能想得周到、全面一些,如果真的发生不幸或者损失,就笑着应对吧,关键在于总结所犯的错误,而不是企图掩盖它。三、让墨菲定律为你用作记录的准则当一个活动或读数已出现、或一个检查已完成时,应及时作记录或签字。记录就应该象一件事情发生一样,不能是一个班或一天、一周结束时再做,它们是现在的事情,而不是历史。一个人在第二栏签字是证实他(她)们确实看见了做什么(例如编注“线号”),人为地检查任何事情都是正确的(产品、材料、批量、读数或其它事情),如果仅仅相信你所信任的同事会做的正确而在每班结束时才复核签字,这样做是十分危险的,你必须“看见”事情确实已经发生。记录必须时刻保持整洁、清楚。这些并不需要多么漂亮,但要记住,在以后相当长的时期内都有可能阅读它们。假如你在填写过程中犯了一个错误而被记录到文件上,这不是犯罪。所以如果你犯了错误,请不要擦去或掩盖住,应整洁地划一道,写上正确的内容并签名和日期。电路板维修检测的一般性流程在无任何原理图的状况下要对一块比较陌生的电路板进行维修,以往的所谓“经验”就很难有大的作为,尽管硬件功底深厚的人对维修进程的作业充满信心,但如果方法不当,工作起来照样事倍功半。那么,怎样做才能提高维修绩效呢我们在大量维修各种电路板的基础上总结出一套极具操作性的方法,各位在维修进程中不妨可以遵循下面的电路板维修检测的一般性流程,按顺序有条不紊的进行,验证一下是否能从中得到启迪。检测前的准备1.详细了解电路板出现故障的成因及现象。2.是否有人已经维修过。3.特殊器件有哪些最好上网查阅这些器件的资料及购买方式。4.防静电措施当手拿一块待修的电路板,良好的习惯首先是应对其进行目测,必要时还要借助放大镜,看什么呢主要看1、是否有断线;2、分立元件如电阻、电解电容、电感、二极管、三极管等有时候存在断开现象;3、电路板上的印制板连接线是否存在断裂、粘连、浮起等;4、是否有人修过动过哪些元器件是否存在虚焊、漏焊、插反等操作方面的失误;在确定了被修电路板无上述状况后,首先用万用表测量电路板电源和地之间的阻值,通常电路板的阻值都在70-80以上,若阻值太小,才几个或十几个欧姆,说明电路板上有元器件被击穿或部分击穿,就必须采取措施将被击穿的元器件找出来。具体办法是给被修板供电,用手去摸电路板上各器件的温度,烫手的将是重点怀疑对象。若阻值正常,再接着用万用表测量板上的三电元件、三端器件、拨段开关以及变压器和继电器等分立元件,其目的就是首先要确保测量过的元件是正常的,我们的理由是,能用万用表解决的问题,就不要把它复杂化。先看后量先外后内根据我们的统计,导致电路板损坏的元器件部位,大部分(约占86)处在外排和次外排,究其因,主要是和元器件在电路板中所起的作用有关。一般地说,起驱动、转换、隔离、保护和通讯的元器件在PCB布线时均被安置在外围,而中心地带的元器件一般都只进行信号的产生和传递。因而当电路板长期受到诸如外部电源冲击、电流浪涌、震动引起的噪声和尘埃开始失效时,外部元器件总是首当其冲。为提高检测效果,在对电路板进行在线功能测试前,应对被修板做一些技术处理,以尽量削弱各种干扰对测试进程带来的负面影响。具体措施是1、测试前的准备将晶振短路,对大的电解电容要焊下一条脚使其开路,因为电容的充放电同样也能带来干扰,同时将CPU拆下。2、采用排除法对器件进行测试对器件进行在线测试或比较过程中,凡是测试通过(或比较正常)的器件,请直接确认测试结果,以便记录;对测试未通过先易后繁(或比较超差)的,可再测试一遍,若还是未通过,也可先确认测试结果,就这样一直测试下去,直到将板上的器件测试(或比较)完,然后再回过头来处理那些未通过测试(或比较超差)的器件。对未通过功能在线测试的器件,仪器还提供了一种不太正规却又比较实用的处理方法,由于仪器对电路板的供电可以通过测试夹施加到器件相应的电源与地脚,若对器件的电源脚实施刃割,则这个器件将脱离电路板供电系统,这时再对该器件进行在线功能测试,由于电路板上的其他器件将不会再起干扰作用,实际测试效果等同于“准离线”,测准率将获得很大提高。3、用ASA-VI曲线扫描测试对测试库尚未涵盖的器件进行比较测试由于ASA-VI智能曲线扫描技术能适用于对任何器件的比较测试,只要测试夹能将器件夹住,再有一块参照板,通过对比测试,同样对器件具备较强的故障侦测能力。该功能弥补了器件在线功能测试要受制于测试库的不足,拓展了仪器对电路板故障的侦测范围。现实中往往会出现无法找到好板做参照的情景,而且待修板本身的电路结构也无任何对称性,在这种情况下,ASA-VI曲线扫描比较测试功能起不了作用,而在线功能测试由于器件测试库的不完全,无法完成对电路板上每一个器件都测试一遍,电路板依然无法修复,这就是电路在线维修仪的局限,就跟没有包治百病的药一样。先静后动由于万用表、电路在线维修测试仪等对电路板上元器件的检测从严格意义上来说都是静态的,有些故障在静态下无法暴露,因而也就无从诊断。因此,当电路板的故障无法定位时,可通过给电路板施加电源,采用万用表进行动态检测。用万用表对电路板上的集成电路IC进行检测,通常都采用测引脚电压方法来判断,但这只能判断出故障的大致部位,而且有的引脚反应不灵敏,甚至有的没有什么反应。就是在电压偏离的情况下,也包含外围元件损坏的因素,还必须将集成电路IC内部故障与外围故障严格区别开来,因此单靠某一种方法对集成电路IC是很难检测的,必须依赖综合的检测手段。我们知道,集成电路IC在使用时,总有一个引脚与印制电路板上的“地”线是焊通的,在电路中称之为接地脚。由于集成电路IC内部都采用直接耦合,因此,集成电路IC的其它引脚与接地脚之间都存在着确定的直流电阻,这种确定的直流电阻称为该脚内部等效直流电阻,简称R内。当我们拿到一块新的集成电路IC时,可通过用万用表测量各引脚的内部等效直流电阻来判断其好坏,若各引脚的内部等效电阻R内与标准值相符,说明这块IC是好的,反之若与标准值相差过大,说明IC内部损坏。先静后动测量时有一点必须注意,由于集成电路IC内部有大量的三极管,二极管等非线性元件,在测量中单测得一个阻值还不能判断其好坏,必须互换表笔再测一次,获得正反向两个阻值。只有当R内正反向阻值都符合标准,才能断定该集成块完好。在实际检测中,通常采用在线测量。先测量其引脚电压,如果电压异常,可断开引脚连线测接线端电压,以判断电压变化是外围元件引起,还是集成电路IC内部引起。也可以采用测外部电路到地之间的直流等效电阻称R外来判断,通常在电路中测得的集成电路IC某引脚与接地脚之间的直流电阻在线电阻,实际是R内与R外并联的总直流等效电阻。在检测中常将在线电压与在线电阻的测量方法结合使用。有时在线电压和在线电阻偏离标准值,并不一定是集成电路IC损坏,而是有关外围元件损坏,使R外不正常,从而造成在线电压和在线电阻的异常。这时便只能测量集成电路IC内部直流等效电阻,才能判定IC是否损坏。根据实际检修经验,在线检测集成电路内部直流等效电阻时可不必把集成块从电路上焊下来,只需将电压或在线电阻异常的脚与电路断开,同时将接地脚也与电路板断开,其它脚维持原状,测量出测试脚与接地脚之间的R内正反向电阻值便可判断其好坏。在测量中多数引脚,万用表用R1k挡,当个别引脚R内很大时,换用R10k挡,这是因为R1k挡其表内电池电压只有1.5V,当集成电路IC内部晶体管串联较多时,万用表内电压太低,不能使集成电路IC内晶体管进入正常工作状态,数值无法显现或不准确。总之,在检测时要认真分析,灵活运用各种方法,摸索规律,做到快速、准确找出故障。电路板检测流程用万用表检测常规元件一览表用万用表检测常规元件一览表2用万用表检测常规元件一览表2用万用表检测常规元件一览表2任何设备,无论其设计如何先进、完善,在使用过程中都避免不了由于各种原因,产生这样或那样的故障,只是出现的故障率不同而已。为保证设备的正常工作,对设备进行正常维护和及时修理是非常重要的。一般说来,当今的设备多是集光、机、电于一体的,使用器件种类繁多。尤其是随着设备自动化程度的提高和控制系统的小型化,其结构更加紧凑复杂。下面就电子设备出现故障的规律、种类和原因、设备维修的程序、常用方法和常用电子器件的检查等内容做一般性的介绍。一、电子设备所涉及的领域当今的设备常涉及光学、机械、电子、计算机、材料、传感器、生物化学、放射等多项技术领域,是多学科技术相互渗透和结合的产物。特别是随着电子技术的发展、计算机的应用、新材料新器件的应用、新的分析方法等都会在设备中体现出来。二、设备维护的重要性设备维护的目的是减少或避免偶然性故障的发生,延缓必然性故障的发生,并确保其性能的稳定性和可靠性。设备的的维护工作是一项贯穿整个过程的长期工作,因此必须根据各设备的特点、结构和使用过程,并针对容易出现故障的环节,制定出具体的维护保养措施,由专人负责执行。电子设备维修检测的一般性论述1、一般性维护工作一般性维护工作所包括的内容是共性的,几乎所有设备都需注意到的问题,主要有以下几点设备的接地接地的问题除对设备的性能、可靠性有影响外,还对使用者的人身安全关系重大,因此所有接入市电电网的设备必须接可靠的地线。电源电压由于市电电压波动比较大,常常超出要求的范围,为确保供电电源的稳定,对于精度要求高的设备必须配用交流稳压电源。另外应注意,插头中的电线连接应良好,使用时切莫把插孔位置搞错,导致设备损坏。设备工作环境环境对精密检测或加工设备的性能、可靠性、检测或加工结果和寿命都有很大影响,为此对它有以下几方面的要求防尘设备中的各种光学元件以及一些开关、触点等,应经常保持清洁。但由于光学元件的精度很高,因此对清洁方法、清洁液等都有特殊要求,在做清洁之前需仔细阅读设备的维护说明,不宜草率行事,以免擦伤、损坏其光学表面。设备中的光学元件、光电元件、电子元件等受潮后,易霉变、损坏,因此有必要定期进行检查,经常及时更换干燥剂;长期不用时应定期开机通电以驱赶潮气,达到防潮目的。防热检测设备和数控加工中心一般都要求工作和存放环境要有适当的、波动较小的温度,因此一般都配置温度调节器(空调),通常温度以保持在20--25最为合适;另外还要求远离热源并避免阳光直接照射。防震震动不仅会影响到设备的检测或加工结果,严重的还会造成某些精密元件的损坏,因此,要求将设备安放在远离震源的水泥工作台或减振台上。防蚀在设备的使用过程中及存放时,应避免接触有酸碱等腐蚀性气体和液体的环境,以免各种元件受侵蚀而损坏。以上是有关设备的一般性维护的主要内容,需要补充的是,当设备在关机停用时,要关断总机电源,并拔下电源插头,以确保安全。开机时,首先检查电控柜的电源线是否正常,然后再合闸通电。防潮2、特殊性维护工作由于各种设备有其各自特点,这里只介绍一些典型的有代表性的几个方面。光电转换元件,如光电源、光电管、光电倍增管等在存放和工作时均应避光,因为它们受强光照射易老化,使用寿命缩短,灵敏度降低,情况严重时甚至会损坏这些元件。设备在使用及存放过程中应防止受污染。如有酸碱的环境将会影响酸度计的测量结果;做多样品测量时,试样容器每次使用后均应立即冲洗干净。另外,杂散磁场对电流的影响也是一种广义的污染。如果设备中有定标电池,最好每半年检查一次,如电压不符要求则予以更换,否则会影响工作精度。各种测量膜电极使用时要经常冲洗,并定期进行清洁,长期不使用时,应将电极取下浸泡保存,以防止电极干裂、性能变差。设备中机械传动装置的活动磨擦面间要定期清洗、除屑,加润滑油,以延缓磨损,减小阻力。精密设备对其精度都有要求,因此需要定期按有关规定进行检查,校正。同样,在设备经过维修后,也应经检定合格后方可重新使用。此外,设备维护还有其它许多特殊内容,如用有机玻璃制成的元件,应避免触及有机溶剂;气相色谱仪在使用时需避开易燃气体,且其氢气源应远离火源等。通常这些内容在设备的使用说明书中有详细的交待,负责维护工作的人员应仔细阅读使用说明书中的有关内容,以进行正确的维护。电子设备维修检测的一般性论述3电子设备维修应具备的条件分为三个方面,具体说明如下。A、对维修人员素质的要求1、具有良好的工作作风和心理素质电子设备的维修是一种技术性很强的工作,维修人员必须具有勤奋好学,刻苦钻研的精神,并养成多观察、多动手、多分析、多记录、多总结的良好习惯,以不断积累经验提高维修水平。另外维修人员还应具有良好的心理素质,不要被困难吓倒,要知难而进,胆大而心细。2、具有丰富的知识电子设备维修人员的知识面要求比较广,特别是随着设备的精密度、复杂性的提高,要求知识面越来越广,且逐渐加深。通常维修电子设备一般应具有以下几个方面知识电工基础、电子线路、医学检验学、光学和机械基础等知识计算机技术电子仪器设备可靠性知识电子仪器设备的结构设计知识计量测试方面的知识3、维修人员的基本技能熟练的焊接技术三、设备维修应具备的条件熟练的焊接一般指能根据不同焊接对象灵活使用焊接工具和焊接方法。保证既不损坏元件,又使焊点焊牢、光滑,不出现虚焊。熟练掌握各种基本元器件的性能和测试方法电子设备中不仅大量采用各种类型的电阻器、电容、电感、半导体元件、集成电路IC、光电器件、继电器、电机、泵、电表等元件,还采用各种传感器、电极、微处理器、显示器和光学器件等,要修理好设备,必须熟练掌握这些元器件的性能和检测方法。能熟练使用各种检测手段对设备进行检测。能熟练使用各种检测手段对设备进行测试。具有熟练的阅读原理图能力和反读印制版图的能力。在维修中,无说明书及其它技术资料的情况比比皆是,如果需要就必须根据实物绘出电原理图以便修理时胸有成竹。这个过程可以分两步走先根据实物相互位置和连线画出实体装配图,然后根据实体装配图整理绘出电路图。这是维修人员非常难掌握的一种技能,但又是提高维修水平非常重要的一关。掌握了这种技能,能面对实物的布线,头脑清晰地检查分析和处理故障,往往会事半功倍。能灵活运用各种故障的检查方法设备故障的原因和损坏的程序千差万别。修理时,为了查找故障,可以用不同的方法,采用不同的检查程序,以尽快找出故障的根本原因为目标,就同医生诊断和治疗疾病一样,实际检修时,修理者的工作经验、学识水平和灵活采用检查方法的能力等,将起决定性的影响,能力越强,效率越高。该项能力的提高。丝毫离不开实践,应在实际工作中仔细观察,认真分析不断总结经验。应具备一定的维修安全知识维修安全包括两个方面一是维修人员自身安全,要有良好的操作习惯和防电击等安全措施。二是设备的安全,维修设备最基本的要求之一,就是保证不进一步损坏器件或扩大故障范围。所谓胆大心细,就是指既不要被故障的难度吓倒,又要仔细分析弄清原理,合理的,正确的使用维修工具和采用恰当的方法进行检查维修,防止盲动。要求有良好的观察、实际制作、分析与记录和总结能力在维修时,需要敏锐的观察能力,有时为了证实某种推断还要求有进行模拟实验设计和制作能力。记录和总结是一个良好的习惯,维修人员不要把查到某个故障作为最后目标,而应从维修过程中总结经验,开拓思路,以达到触类旁通,举一反三之功效,不断提高维修能力。B维修工具和检测仪器人们常说“工欲善其事,必先利其器”。对于电子工作者来说,选择合适的检修设备,是保证完成既定任务的前提。目前活跃在电子检测领域的器具按其用途,大致划为以下几类1.多用电表模拟式电压表、模拟多用表(即指针式万用表VOM)、数字电压表、数字多用表(即数字万用表DMM)都属此类。这是经常使用仪表。它可以用来测量交流直流电压、交流直流电流、电阻阻值、电容器容量、电感量、音频电平、频率、NPN或PNP晶体管电流放大倍数值等。2.逻辑笔逻辑笔用于测量电平的逻辑和脉冲信号。为笔式的检测工具。一般的前端都有三个LED显示灯,用于显示测点工作状态。测点若为高电平则红灯H亮;若为低电平则绿灯L亮;若为脉冲状态则黄灯P亮;悬空状态时三个灯都不亮。探针触及电源正端时,红灯应亮,表示被测点为高电平;触及电源负端时绿灯应亮,表示被测点为低电平。黄灯为脉冲状态指示器。当输入端电位发生跳变时,黄灯就闪亮。闪亮持续时间是一个固定值,与输入脉冲宽度无关。在测量几十Hz以上的脉冲信号时,红、绿、黄灯都亮。3.示波器示波器是一种测量电压波形的电子仪器,它可以把被测电压信号随时间变化的规律,用图形显示出来,使用示波器不仅可以直观而形象地观察被测物理量的变化全貌,而且可以通过它显示的波形,测量电压和电流,进行频率和相位的比较,以及描绘特性曲线等。4.信号发生器信号发生器(包括函数发生器)为检修、调试电子设备和仪器时提供信号源。它是一种能够产生一定波形、频率和幅度的振荡器。例如产生正弦波、方波、三角波、斜波和矩形脉冲波等。5.晶体管特性图示仪晶体管特性图示仪是一种专用示波器,它能直接观察各种晶体管特性曲线及曲性簇。例如晶体管共射、共基和共集三种接法的输入、输出特性及反馈特性;二极管的正向、反向特性;稳压管的稳压或齐纳特性;它可以测量晶体管的击穿电压、饱和电流、或参数等。6.兆欧表兆欧表(俗称摇表)是一种检查电气设备、测量高电阻的简便直读式仪表,通常用来测量电路、电机绕组、电缆等绝缘电阻。兆欧表大多采用手摇发电机供电,故称摇表。由于它的刻度是以兆欧(M)为单位,故称兆欧表。7.红外测温仪红外测温仪是一种非接触式测温仪器,它包括光学系统、电子线路,在将信息进行调制、线性化处理后达到指示、显示及控制的目的。目前已应用的红外测温仪有光子测温和热测温仪两种,主要用于电热炉、农作物、铁路钢轨、深埋地下超高压电缆接头、消防、气体分析、激光接收、集成电路的温升等温度测量及控制场合。8.集成电路在离线测试仪该类仪器可对TTL、PMOS、CMOS等集成电路功能和参数测试,还可判断抹去字的芯片型号及对集成电路在线功能测试、在线状态试。9.LCR参数测试仪电感、电容、电阻参数测量仪,不仅能自动判断元件性质,而且能将符号图形显示出来,并显示出其值。其还能测量Q、D、Z、Lp、Ls、Cp、Cs、Kp、Ks等参数,且显示出等效电路图形。10.频谱分析仪频谱分析仪在频域信号分析、测试、研究、维修中有着广泛的应用。它能同时测量信号的幅度及频率,测试比较多路信号及分析信号的组成。还可测试手机逻辑和射频电路的信号。例如逻辑电路的控制信号、基带信号,射频电路的本振信号、中频信号、发射信号等。11.编程器编程器又叫作烧录器,是一种专门用来EPROM、PAL、GAL等器件进行程序读出和写入的设备,它的作用是将编译好的目标代码(记住,是目标代码而不是源程序)烧录到指定器件的内存中。编程器一般有两种,一种是独立型,即可以独立编程的,不需要电脑驱动,但前提条件要有一个母片,适合于批量生产。另外一种是由电脑驱动的,但是要有相应的操作软件和编程器配合才能完成烧录工作。12.稳压电源用以对待修电路板或部件模拟施加相应的直流电源,以展开动态检测。C、技术资料所谓技术资料包括技术说明书、维修手册、设备的结构图、装配图、电原理图、印刷电路版图、元器件明细表等。这些维修资料时可作为重要的参考依据,很方便地找出一些复杂和隐蔽故障,以提高维修效率。另外,维修人员还应配有相关原理书籍和元器件手册。并善于收集和整理技术资料。四、电子设备出现故障的规律、种类和原因A、人为出现故障的规律设备出现故障的一般统计规律是在设备使用的早期,出现故障的可能性较高,其原因主要是由于元器件的质量不佳、筛选老化处理不严格、装配工艺上的缺陷、设计不合理以及人为的操作失误等因素引起,因此,这一时期的可靠性较低或者说故障发生率较高。这个时期称为设备的早期故障期。经过一段时间的运行后,设备的元件、机构经过全理的调整,都已逐步适应正常的运行状态,设备进入稳定使用期,故障的发生率较低,而且一般都是偶然性故障居多。此时设备处于最佳工作状态,这一时期称为有效使用期。经过长时间的运行以后,随着各种元件,尤其是易损元件的老化、结构的磨损,损耗程度逐渐增加,设备的故障率又逐渐上升,这个时期为设备的损耗故障期。一般设备早期故障发生于电子元件上,而损耗故障期则多见于机械零部件或光学零部件。B、故障种类及发生原因设备的故障分必然性故障和偶然性故障。必然性故障是各种元器件、部件经长期使用后,性能和结构发生变化,导致设备无法进行正常的工作,如元器件老化、变质,电位器磨损等。偶然性故障是指各种元器件、结构等因受外界条件的影响,出现突发性质变,导致设备不能进行正常的工作,如交流电压过高,设备受冲击等。1、人为引起的故障这类故障是由于操作不当引起的,一般多是由操作人员对使用程序不熟练或不注意所造成的。这类故障轻者导致设备仪器不能正常工作,重者可能损坏设备。因此,在操作使用前,必须熟读用户使用说明书,了解正确的使用操作步骤,慎重行事才能减少这类故障的产生。2、设备质量缺陷引起的故障元器件质量不好造成的故障这类故障因元器件本身质量不好所造成的,同一类元件发生的故障具有一定的规律。设计不合理造成的故障这方面的故障有时会导致有关元器件频繁损坏,有时则可能使设备性能下降而无法正常工作。这类故障多见于新产品。装配工艺上因疏忽造成的故障这类故障多在装配过程中因虚焊、接插件接触不良以及各种原因引起的碰线、短路、断线、零件松脱产生的。3、长期使用后的故障这类故障与元器件使用寿命有关,因各种元器件衰老所致,所以是必然性故障。各元器件的使用寿命差别很大,因此要使设备能够长期正常工作,除了对易损元件加强维护外,及时更换这类元器件也不失为一种积极手段。4、外因所致的故障设备使用环境的条件不符合要求,常常是造成设备故障的主要原因。一般环境条件指的是市电电压、温度、湿度、电场、磁场、振动等因素。当今电子维修检测技术发展的最新趋势“科学从测量开始”这是19世纪著名科学家门捷列夫的名言。到了21世纪的今天,电子技术的发展之所以能够日新月异,与测试测量行业这一先行官的发展密不可分。目前,测试仪器已远远超出“光机电一体化”这个概念,除了加入计算机技术,还大量引进其它领域的高新技术,如纳米、MEMS、芯片、网络、自动化等新技术,同时,一些高精尖的军用技术向民用技术转移,大大提高了测试仪器的技术水平和更新换代速度,使得传统的测试仪器多功能、自动化、智能化、网络化方向发展。一、以软件为中心,模块化硬件相结合在最短时间内为产品增加尽可能多的新功能,这似乎已经成为电子系统设计们目前所面临的最大挑战。因为检测系统必须紧跟待测产品技术的发展与时俱进,这是现实的需要,但是待测系统复杂度的提高和对测试时间的要求使得传统测试技术在满足“过分的”测试需求方面越来越显得力不从心。在传统测量仪器技术下,工程师们只有两个选择要么为该产品开发专用的测试解决方案,要么使用通用的测试仪器。但是,专用系统的价格昂贵,而通用仪器却很难达到测试要求。“兼容以上两种方案的优势,以软件为中心的系统开启了一个新的时代。这种方式能为设计和测试工程师提供效率最快、性价比最高的途径来创建他们自定义的仪器系统。它就是仪器技术2.0。”简单来说,仪器技术2.0是相对于完全依靠硬件来实现测试测量的1.0时代而言的,在后一种方式下,硬件本身和其具备的分析功能都是由仪器供应商来定义,用户要实现自定义只能是天方夜谭即使将仪器连接到PC,传输的信息也是厂商定义后的测试结果,用户无法获得测量的原始数据来进行自定义分析。而2.0方式却完全不同,在获得实时的原始数据后,工程师可以利用软件来设计自己的用户界面并自定义测量任务,获得所需的分析结果。以软件为核心并不代表硬件已经无足轻重,只有对数据进行高质量的数字化和快速传输才能在软件平台上真正实现精确分析的能力。模块化的IO硬件技术的飞速发展为数据采集提供了可靠保证,工程师们可以采用通用的模块化硬件来构建测试系统。“相比传统仪器技术,仪器技术2.0赋予了他们更大的自主权和灵活性在一个强大的应用软件平台上,选择符合需求的硬件,即可实现更多可扩展的测试功能。”因此,仪器技术2.0已经成为电子检测技术发展的必然趋势,以软件为核心、结合模块化硬件的解决方案将为工程师实现他们所需的自定义和最优化结果。二、检测手段多样化要在当今竞争激烈的市场中立足,电子产品的生产厂家就必需确保产品质量。为了保证产品质量,在生产过程中就需要采用各类测试技术进行检测,及时发现缺陷和故障并修复。就电子维修领域而言,根据测试方式的不同,检测手段可分为非接触式测试和接触式测试。非接触式测试已从人工目测发展到自动光学检查(AutomaticOpticsInspector简称AOI)、自动射线检测(AutomaticX-rayInspector简称AXI)而接触式测试则可分为在线测试和功能测试两大类。检测手段多样化检测手段一、针床式在线测试仪ICT(ln-CircuitTester二、功能测试仪FCTFunctionalTester三、自动光学检查AOIAutomaticOpticalInspection四、自动X射线检查AXIAutomaticXraylnspection1、针床式在线测试仪ICT(ln-CircuitTester电气测试使用的最基本仪器是在线测试仪ICT,传统的在线测试仪测量时使用专门的针床与已焊接好的线路板上的元器件接触,并用数百毫伏电压和10毫安以内电流进行分立隔离测试,从而精确地测出所装电阻、电感、电容、二极管、三极管、可控硅、场效应管、集成块等通用和特殊元器件的漏装、错装、参数值偏差、焊点连焊、线路板开短路等故障,并将故障是哪个元件或开短路位于哪个点准确告诉用户。针床式在线测试仪优点是测试速度快,适合于单一品种民用型家电线路板及大规模生产的测试,而且主机价格较便宜。但是随着线路板组装密度的提高,特别是细间距SMT组装以及新产品开发生产周期越来越短,线路板品种越来越多,针床式在线测试仪存在一些难以克服的问题测试用针床夹具的制作、调试周期长、价格贵;对于一些高密度SMT线路板由于测试精度问题无法进行测试。2、功能测试仪FCTFunctionalTesterICT能够有效地查找在SMT组装过程中发生的各种缺陷和故障,但是它不能够评估整个线路板所组成的系统在时钟速度时的性能。而功能测试就可以测试整个系统是否能够实现设计目标,它将线路板上的被测单元作为一个功能体,对其提供输人信号,按照功能体的设计要求检测输出信号。这种测试是为了确保线路板能否按照设计要求正常工作。所以功能测试最简单的方法,是将组装好的某电子设备上的专用线路板连接到该设备的适当电路上,然后加电压,如果设备正常工作,就表明线路板合格。这种方法简单、投资少,但不能自动诊断故障。3、自动光学检AOIAutomaticOpticalInspectionAOI是近几年才兴起的一种新型测试技术,但发展较为迅速,目前很多厂家都推出了AOI测试设备。当自动检测时,机器通过摄像头自动扫描PCB,采集图像,测试的焊点与数据库中的合格的参数进行比较,经过图像处理,检查出PCB上缺陷,并通过显示器或自动标志把缺陷显示标示出来,供维修人员修整。1、实施目标实施AOI有以下两类主要的目标(1)最终品质Endquality。对产品走下生产线时的最终状态进行监控。当生产问题非常清楚、产品混合度高、数量和速度为关键因素的时候,优先采用这个目标。AOI通常放置在生产线最末端。在这个位置,设备可以产生范围广泛的过程控制信息。(2)过程跟踪Processtracking。使用检查设备来监视生产过程。典型地包括详细的缺陷分类和元件贴放偏移信息。当产品可靠性很重要、低混合度的大批量制造、和元件供应稳定时,制造商优先采用这个目标。这经常要求把检查设备放置到生产线上的几个位置,在线地监控具体生产状况,并为生产工艺的调整提供必要的依据。2、放置位置虽然AOI可用于生产线上的多个位置,各个位置可检测特殊缺陷,但AOI检查设备应放到一个可以尽早识别和改正最多缺陷的位置。有三个检查位置是主要的(1)锡膏印刷之后。如果锡膏印刷过程满足要求,那么ICT发现的缺陷数量可大幅度的减少。典型的印刷缺陷包括以下几点A.焊盘上焊锡不足。B.焊盘上焊锡过多。C.焊锡对焊盘的重合不良。D.焊盘之间的焊锡桥。在ICT上,相对这些情况的缺陷概率直接与情况的严重性成比例。轻微的少锡很少导致缺陷,而严重的情况,如根本无锡,几乎总是在ICT造成缺陷。焊锡不足可能是元件丢失或焊点开路的一个原因。尽管如此,决定哪里放置AOI需要认识到元件丢失可能是其它原因下发生的,这些原因必须放在检查计划内。这个位置的检查最直接地支持过程跟踪和特征化。这个阶段的定量过程控制数据包括,印刷偏移和焊锡量信息,而有关印刷焊锡的定性信息也会产生。(2)回流焊前。检查是在元件贴放在板上锡膏内之后和PCB送入回流炉之前完成的。这是一个典型地放置检查机器的位置,因为这里可发现来自锡膏印刷以及机器贴放的大多数缺陷。在这个位置产生的定量的过程控制信息,提供高速片机和密间距元件贴装设备校准的信息。这个信息可用来修改元件贴放或表明贴片机需要校准。这个位置的检查满足过程跟踪的目标。(3)回流焊后。在SMT工艺过程的最后步骤进行检查,这是目前AOI最流行的选择,因为这个位置可发现全部的装配错误。回流焊后检查提供高度的安全性,因为它识别由锡膏印刷、元件贴装和回流过程引起的错误。4、自动X射线检查AXIAutomaticX-raylnspectionAXI是近几年才兴起的一种新型测试技术。当组装好的线路板PCBA沿导轨进入机器内部后,位于线路板上方有一X-Ray发射管,其发射的X射线穿过线路板后被置于下方的探测器一般为摄像机接受,由于焊点中含有可以大量吸收X射线的铅,因此与穿过玻璃纤维、铜、硅等其它材料的X射线相比,照射在焊点上的X射线被大量吸收,而呈黑点产生良好图像,使得对焊点的分析变得相当直观,故简单的图像分析算法便可自动且可靠地检验焊点缺陷。AXI技术已从以往的2D检验法发展到目前的3D检验法。前者为透射X射线检验法,对于单面板上的元件焊点可产生清晰的视像,但对于目前广泛使用的双面贴装线路板,效果就会很差,会使两面焊点的视像重叠而极难分辨。而3D检验法采用分层技术,即将光束聚焦到任何一层并将相应图像投射到一高速旋转使位于焦点处的图像非常清晰,而其它层上的图像则被消除,故3D检验法上的图像则被消除,故3D检验法可对线路板两面的焊点独立成像。3DX-Ray技术除了可以检验双面贴装线路板外,还可对那些不可见焊点如BGA(BallGridArry焊球陈列)等进行多层图像“切片”检测,即对BGA焊接连接处的顶部、中部和底部进行彻底检验。同进利用此方法还可测通孔(PTH)焊点,检查通孔中焊料是否充实,从而极大地提高焊点连接质量。预测今后二十年里哪一种测试技术会取得成功或者被淘汰不是一件简单的事儿,因为这不仅需要总结过去,更需要清楚地了解未来的技术大发展状况。从近几年的发展趋势来看,使用多种测试技术,特别是AXI与ICT组合测试会很快成为这一领域的测试首选。这主要是基于目前线路板的构成越来越复杂,传统的电路接触式测试受到了极大限制,通过ICT测试和功能测试很难诊断出缺陷。随着大多数复杂线路板的密度不断增大,传统的测试手段只能不断增加在线测试仪的测试接点数。然而随着接点数的增多,测试编程和针床夹具的成本也呈指数倍上升。开发测试程序和夹具通常需要相当长的时间。另外,增加ICT接点数量会导致ICT测试出错和重测次数的增多。AXI技术则不受上述因素的影响,其对工艺缺陷的覆盖率很高,通常达97。而工艺缺陷一般要占总缺陷的80-90,并可对不可见焊点进行检查,但AXI技术不能测试电路电气性能方面的缺陷和故障,因而将AXI检测技术和传统的ICT在线测试方法相结合,二者相得益彰,使SMT检测技术达到完美的结合。因为每一个技术都补偿另一技术的缺点。X射线主要集中在焊点的质量,它也可确认元件是否存在,但不能确认元件是否正确,方向和数值是否正确。另一方面,ICT可决定元件的方向和数值但不能决定焊接点是否可接受,特别是焊点在封装体底部的元件,如BGA、CSP等。需要特别指出的是随着AXI技术的发展,目前AXI系统和ICT系统可以“互相对话”,这种被称为“AwareTest”,的技术能消除两者之间的重复测试部分。通过减小ICTAXI多余的测试覆盖面可大大减小ICT的接点数量。这种简化的ICT测试只需原来测试接点数的30就可以保持目前的高测试覆盖范围,而减少ICT测试接点数可缩短ICT测试时间、加快ICT编程并降低ICT夹具和编程费用。三、未来电子检测技术展望三电元件电阻器电容器电感器关于电阻1、定义导体对电流的阻碍作用就叫导体的电阻(Resistor)。2、物理特征电阻器是所有电子电路中使用最多的元件,其主要作用是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生内能。主要职能就是阻碍电流流过,应用于限流、分流、降压、分压、负载与电容配合作滤波器及阻匹配等。3、单位电阻都有一定的阻值,它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。电阻的单位是欧姆,用符号“”表示。欧姆是这样定义的当在一个电阻器的两端加上1伏特的电压时,如果在这个电阻器中有1安培的电流通过,则这个电阻器的阻值为1欧姆。出了欧姆外,电阻的单位还有千欧(K,兆欧(M)等,其换算关系为1M1000K,1K1000。4、电阻器的电气性能指标允许误差标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差,它表示电阻器的精度。允许误差与精度等级对应关系如下0.5-0.05、1-0.1或00)、2-0.2或0)、5-级、10-级、20-级。额定功率在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度为5570的
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