電路板的故障診斷與維修策略

電路板的故障診斷與維修策略

Summary：電路板對(duì)于現(xiàn)代化電子機(jī)械設(shè)備來(lái)說(shuō)是不可或缺的配件，它作為電子設(shè)備的主要部件具有迷你化、直觀化的特點(diǎn)，能夠被批量生產(chǎn)提高電子設(shè)備產(chǎn)量，因此在電子設(shè)備和機(jī)械設(shè)備使用非常廣泛的情況下，如何對(duì)電路板的日常故障進(jìn)行快速診斷與維修，是當(dāng)前電路板生產(chǎn)者和從業(yè)者的主要研究方向。Keys：電路板；故障診斷；維修；策略隨著各個(gè)行業(yè)機(jī)械化和智能化的發(fā)展程度不斷加強(qiáng)，各類(lèi)電子、機(jī)械以及智能設(shè)備等產(chǎn)品的升級(jí)換代，電路板中的管線結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，由于電路板的功能不斷增加，發(fā)生故障后診斷的難度也逐漸變大，因此如何快速對(duì)電路板故障問(wèn)題進(jìn)行診斷，并針對(duì)分析結(jié)果制定出對(duì)應(yīng)維修方案，做到快速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、快速處理問(wèn)題是目前需要重點(diǎn)研究的內(nèi)容。1.電子設(shè)備中電路板的作用在電子機(jī)械設(shè)備中使用高度集成的電路板，能夠避免生產(chǎn)電子機(jī)械產(chǎn)品時(shí)出現(xiàn)人工操作錯(cuò)誤的情況，通過(guò)生產(chǎn)線自動(dòng)化對(duì)電路板進(jìn)行插裝、焊接和質(zhì)量抽檢，能夠提升電子整機(jī)產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量，并縮短了生產(chǎn)時(shí)間。目前電路板主要有陶瓷電路板、氧化鋁陶瓷電路板、氮化鋁陶瓷電路板、線路板、PCB板以及印刷電路板等，這些類(lèi)型的電路板是通過(guò)絕緣基材與導(dǎo)體材料進(jìn)行組合，對(duì)電子設(shè)備的不同區(qū)域進(jìn)行互聯(lián)作用，相當(dāng)于整個(gè)產(chǎn)品元器件的固件，具有連通電流、信號(hào)的作用。其中使用的最為廣泛的是印制電路板，它已經(jīng)逐漸成為電器、數(shù)碼、機(jī)械等現(xiàn)代化產(chǎn)品的重要組成部分[1]。2.電路板故障診斷方法2.1測(cè)量法電路板出現(xiàn)故障現(xiàn)象時(shí)，在檢查設(shè)備外觀，簡(jiǎn)單確認(rèn)其他部件沒(méi)有問(wèn)題后，會(huì)使用萬(wàn)用表對(duì)電路板的電壓參數(shù)進(jìn)行輸入和輸出的測(cè)試，確定測(cè)試數(shù)據(jù)是不是在正常值范圍內(nèi)，如果是異常就通過(guò)電壓數(shù)值對(duì)應(yīng)故障表確定問(wèn)題發(fā)生的原因。這個(gè)方法相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，用時(shí)較短，能夠初步排查是否為電路板故障，并且對(duì)應(yīng)異常數(shù)值能夠找到問(wèn)題原因。采用測(cè)量分析法就需要維修人員能夠熟悉產(chǎn)品生產(chǎn)廠家提供的設(shè)備維護(hù)資料，并能夠記錄設(shè)備初始狀態(tài)時(shí)的相關(guān)數(shù)值，以此作為后續(xù)電路板故障的診斷參照內(nèi)容。使用該方法需要特別注意進(jìn)行電壓測(cè)量時(shí)使用產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的電壓環(huán)境，避免對(duì)電路板造成二次損害，并優(yōu)先判定設(shè)備異常是否由電路板故障導(dǎo)致，這樣才能在第一時(shí)間鎖定故障排查的方向。2.2排除法使用排出分析法對(duì)電路板的故障進(jìn)行診斷，需要維修人員有較為豐富的維修經(jīng)驗(yàn)和電子元器件專(zhuān)業(yè)知識(shí)，該故障診斷原理是需要維修人員了解電路板主要故障的表現(xiàn)情況以及對(duì)應(yīng)的排除操作方法。比如電路板復(fù)位上電后無(wú)法工作，有可能是它某個(gè)元器件虛焊了，因?yàn)榻佑|不良導(dǎo)致電路無(wú)法正常連通；使用萬(wàn)用表或者示波器對(duì)電路板電源進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)其電源無(wú)法保持恒壓狀態(tài)，那就是電路板的電源電路出現(xiàn)故障；使用排除法的關(guān)鍵點(diǎn)就在于要對(duì)出現(xiàn)該故障的原因進(jìn)行逐一測(cè)試診斷，發(fā)現(xiàn)真正故障的因素，如果通過(guò)排除法無(wú)法發(fā)現(xiàn)電路板的故障原因，就有可能是電路模塊的相關(guān)功能出現(xiàn)問(wèn)題，需要對(duì)關(guān)聯(lián)元器件進(jìn)行逐一排查，如電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、通信電路、按鍵開(kāi)關(guān)電路等[2]。2.3替換法當(dāng)電路板的元器件無(wú)法通過(guò)測(cè)量法和排除法進(jìn)行診斷時(shí)，可以替換疑似故障的元件，然后開(kāi)啟電子設(shè)備，判斷故障是否依舊存在，如果故障消失則很大原因就是原有的元器件出現(xiàn)了問(wèn)題。使用替換法的基本要求是一定要使用參數(shù)相同或者規(guī)格更高的同類(lèi)型元器件進(jìn)行替換，如當(dāng)前診斷環(huán)境無(wú)法滿(mǎn)足，需要對(duì)電路板的整體電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，確保使用降級(jí)的參數(shù)元件不會(huì)對(duì)其他部位產(chǎn)生影響。同時(shí)進(jìn)行元器件替換時(shí)要考慮故障診斷的成本，如果故障的部位維修價(jià)值不大，則可以通過(guò)替換掉原有的整塊電路板進(jìn)行診斷。將疑似故障的元器件或者電路板替換下來(lái)后，可以將其裝到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器及設(shè)備上，查看設(shè)備運(yùn)行狀況，最后對(duì)診斷結(jié)果進(jìn)行復(fù)盤(pán)，這樣才能明確知道原有設(shè)備故障問(wèn)題是否已經(jīng)解決。2.4儀器法目前有專(zhuān)門(mén)的在線電路維修測(cè)試儀和電路維修測(cè)試儀這類(lèi)通用性電路板故障的檢查設(shè)備，當(dāng)沒(méi)有專(zhuān)業(yè)人士對(duì)電路板進(jìn)行故障診斷時(shí)，可以使用儀器進(jìn)行故障分析，它可以高效的對(duì)電路板上所有集成的元器件進(jìn)行逐一檢查，不再局限于復(fù)雜的電路原理進(jìn)行故障分析，而是直接將電路板故障因素鎖定在集成IC、分立元件以及電路節(jié)點(diǎn)上。在進(jìn)行儀器法診斷時(shí)，需用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助操作，要將電路板故障檢測(cè)儀連接到計(jì)算機(jī)上，并安裝對(duì)應(yīng)的測(cè)試軟件，通過(guò)操作軟件對(duì)脫機(jī)的待測(cè)電路板進(jìn)行故障診斷。同時(shí)電路板故障檢測(cè)儀不但能夠采用集成IC功能測(cè)試和VI曲線測(cè)試，還可以對(duì)電路板上的集成元器件進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)故障診斷，比如光耦合器、電容、晶體管等元器件專(zhuān)項(xiàng)測(cè)試，還能夠?qū)Σ糠衷骷M(jìn)行參數(shù)測(cè)試，隨著測(cè)試產(chǎn)品的更新?lián)Q代，其功能越來(lái)越強(qiáng)大，可以結(jié)合多種測(cè)試儀器對(duì)設(shè)備上的電路板進(jìn)行綜合檢測(cè)。電路板故障檢測(cè)儀的廣泛使用，對(duì)航空航天、通信醫(yī)療、鐵路造船等各個(gè)行業(yè)故障診斷技術(shù)帶來(lái)了非常大的便利，并且有著無(wú)法被其他傳統(tǒng)檢測(cè)工具替代的唯一性[3]。3.電路板的常見(jiàn)維修方法在對(duì)出現(xiàn)故障的電路板通過(guò)各項(xiàng)方式進(jìn)行檢測(cè)后，鎖定了故障原因和故障位置，就可以有針對(duì)性的對(duì)電路板進(jìn)行維修。有清晰的維修目的和準(zhǔn)確的故障位置，電路板的維修過(guò)程就顯得較為簡(jiǎn)單和快速，目前電路板維修主要是兩種方式：（1）對(duì)出現(xiàn)故障的電路板或元器件進(jìn)行直接更換，用同型號(hào)或者參數(shù)等級(jí)更高的產(chǎn)品作為替代[4]；（2）如果元器件或者電路板可以通過(guò)其他方式緩解故障現(xiàn)象，可以?xún)?yōu)先使用清潔除銹的方法，將運(yùn)行環(huán)境較差的設(shè)備中電路板進(jìn)行拆除，然后使用專(zhuān)業(yè)工具對(duì)附著在它上面的灰塵、顆粒狀雜質(zhì)等異物進(jìn)行清除，將電路板的所有元器件表面暴露出來(lái)，避免因?yàn)殡s質(zhì)覆蓋導(dǎo)致元器件出現(xiàn)無(wú)法散熱或者散熱功能下降的現(xiàn)象，同時(shí)電路板上的雜質(zhì)還會(huì)造成電路板短路，因此定期對(duì)電路板主要元器件進(jìn)行清理除銹工作是非常重要并且行之有效的維修方式；其次可以對(duì)肉眼可見(jiàn)的損壞部位進(jìn)行更換，如通過(guò)電路板元器件的顏色、形狀、大小等方面判斷其狀態(tài)是否正常，一般情況下電路板元器件如果是因?yàn)槎搪?、電壓過(guò)大等原因出現(xiàn)故障，元器件會(huì)變黑、鼓脹，發(fā)現(xiàn)這類(lèi)現(xiàn)象時(shí)，直接對(duì)相關(guān)部位進(jìn)行更換即可；如果通過(guò)故障診斷后，發(fā)現(xiàn)電路板是因?yàn)楹更c(diǎn)虛焊、脫焊等原因造成的接觸不良，則可以通過(guò)二次焊接或者在原焊點(diǎn)上進(jìn)行加焊操作，節(jié)約維修成本，提高維修效率[5]。但是當(dāng)電路板的使用年限較久無(wú)法修復(fù)時(shí)，或者多次維修后問(wèn)題依舊重復(fù)出現(xiàn)，就沒(méi)必要為了節(jié)約維修成本而進(jìn)行清潔、加焊或替換元器件等操作，可以直接更換新的部件。結(jié)束語(yǔ)：我國(guó)各行各業(yè)不斷向自動(dòng)化、智能化進(jìn)行發(fā)展，電子設(shè)備的使用越來(lái)越廣泛，直接推動(dòng)了電路板產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展壯大，在用戶(hù)群體非常大、市場(chǎng)前景較好的情況下，就需要對(duì)電路板故障診斷和維修的技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，確保電子設(shè)備的使用狀態(tài)不會(huì)因?yàn)殡娐钒骞收蠁?wèn)題產(chǎn)生影響。且電路板因?yàn)榧闪溯^多電子元器件，造價(jià)較高，為了節(jié)約使用成本，大部分使用者也會(huì)優(yōu)先考慮對(duì)電路板進(jìn)行維修，因此相關(guān)從業(yè)人員一定要提高自身專(zhuān)業(yè)水平和維修技術(shù)，電路板元器件生產(chǎn)廠家也要多開(kāi)發(fā)相應(yīng)配件，促進(jìn)電路板產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。Reference：[1]吳言鳳,張娜,劉明.某艇經(jīng)航調(diào)節(jié)器檢測(cè)電路板故障維修分析[J].中國(guó)修船,2021,34(02):4-5+9.[2]李戈,王式剖,楊博文,周榮明.西門(mén)子移動(dòng)式C型臂X光機(jī)故障診斷與處理分析[J].中國(guó)醫(yī)療器械信息,2021,27(06):168-170.[3]宋中建,周章勇,唐榮.紅外熱像儀在電