Aktif kısa devre teşhisi için etkili yöntemler nelerdir? Bununla, sadece bir PCB açıldıktan sonra kendini gösteren bir kısa devre demek istiyorum.

tl; Dr.

Prototip aşamasında bir tasarımım var. 20 kartımın 17'si harika çalışıyor. Diğer 3 ünde 3.3V ray üzerinde kısa devre var. Bu yalnızca kart açıldıktan sonra görünür. Raydaki bileşenlerin çoğunu çıkardıktan sonra bir Ethernet PHY'ye kadar izledim. IC'yi kaldırırsam, rayım 3.3V'da kaya gibi sağlamdır. Tekrar taktığımda (2 yeni IC de denedim), rayım tekrar aşırı yüklendi ve düştü.

İyice görsel olarak inceledim ve tahtayı şort için araştırdım, ancak bir tane bulamıyorum. IC etrafındaki hemen hemen her şeyi kaldırdım (kristal, seri dirençler, ferrit boncuklar, vb.) Ama yine de aynı davranışı elde ediyorum. Ayrıca çipi sıfırlamada tutmayı denedim, ama bu yardımcı olmuyor. IC (VDDIO) üzerindeki bireysel pinleri kaldırdım ve bu düzeltti, ancak gerçek bir tanı sunmuyor. PCB fab ile ilgili bir sorun olup olmadığını merak etmeye başladım, ancak buna nasıl neden olacağından tam olarak emin değilim. % 100 E-test yaptığını iddia ediyorlar. Herhangi bir tavsiye takdir edilecektir!

Termal kamera çalışmanızda size iyi şanslar diliyorum, aslında kameranın size kısatan değil kısatan (Ethernet PHY?) Etkilenen IC'yi göstermesini beklerim. Gerçek hatalı noktanın bir IC'nin içlerinden daha yüksek dirence sahip olması için oldukça şanslı olmanız gerekir.

Kamerayla hiçbir şey bulamazsanız, GND / 3.3V'ye bağlı olmayan IC pinlerinin herhangi birinde GND / 3.3V rayının sürekliliğini kontrol ederim. İleriye doğru eğimli bir kavşak kısalamasına yeterince yakın olduğu için test edilmiş bir diyotla yapın.

Bu negatif çıkarsa, PCB'yi IC çıkarılmış olarak çalıştırırım ve tüm pimlerdeki voltajı kontrol ederim (ideal olarak, bir güç açma dalga formu ancak çok sayıda pim için sıkıcı olabilir). 0..VCC aralığı dışındaki herhangi bir voltaj potansiyel olarak IC'nin kilitlenmesine neden olabilir, bu da tipik olarak kısa gibi görünür.

Son olarak, çıkış pimlerine karşılık gelen tüm pedlerin aktif olarak sürülüp sürülemeyeceğini kontrol ederim. Bu, bir kapsam ve bir sinyal üretecini birlikte 0-3.3V kare dalga (böylece kapsamdaki kare dalgayı görebilmeniz) sağlayacak şekilde bağlayıp probu pedlere bağlayarak yapılabilir. Kaybolan bir kare dalga, IC'nin de sürmek isteyeceği başka bir şeyin pedi sürmeye çalıştığı anlamına gelir. Bu, açık tahliye ve çift yönlü pimler için doğrulanabilir, ancak saf çıkışlar için geçerli değildir.

Her zaman işe yaramaz, ancak bazen bir termal kamera ile kısa bir süre takip edebilirsiniz ... elbette bunu yapmak için bir termal kamera olması gerekir.

Kartın bir alanının gerçekten ısınıp ısınmadığını görmek için kartı açın ve termal kamerayı çok yakından izleyin, en azından alanı daraltmanıza yardımcı olabilir.

Ya da "termal kamera olmadan Louis Rossmann Termal Kamera" tekniğini kullanabilirsiniz - kartı IPA ile örtün, kısa devre ile güç verin - kısa süreli ısınır ve alkol çok hızlı buharlaşır. Neyin kısa olduğunu gerçekten açıkça ortaya koyuyor. Demoyu burada bulabilirsiniz: https://youtu.be/gRV0cmIj5Ks?t=236 - evet, bu kötü bir örnek, çünkü bu durumda termal kamera ile kısa buluyor, ancak genellikle alkol yöntemini kullanıyor ve harika çalışıyor.

Raylara ısı olarak görünecek kadar akım koyamazsanız, hassas bir voltaj ölçer kullanmayı deneyebilirsiniz.

Ölçüm cihazını mikrovolt (µV) aralığına koyun, bir proba akımın geldiği yere ve diğer proba gittiğinden şüphelendiğiniz yere dokunun. Bu rotadan ne kadar fazla akım geçerse, sayacın o kadar yüksek farkı olacaktır.

Her zamanki tekniğim bir probu daima güç konektörü veya voltaj regülatörü çıkış piminde tutmak ve diğer probu en yüksek farkı bulana kadar hareket ettirmektir. Bu nokta daha sonra kısa devreye en yakındır.

PCB izleri, elbette genişliğine bağlı olarak milimetre başına yaklaşık 1 miliohm'luk bir dirence sahiptir ( bir hesap makinesiyle kontrol edebilirsiniz ). Bu nedenle kısa devre örneğin 100mA çekiyorsa, her 10 milimetre için 1mV fark görmelisiniz.

Bunu, kısa devre bir IC çıkış piminden toprağa ise yardımcı olabilecek GND tarafından da deneyebilirsiniz. Ancak kartın iyi bir GND düzlemi varsa, muhtemelen küçük akımlarla bir voltaj görmezsiniz.

İyi seçeneklerden daha önce bahsedilmişti, ancak bunu eklerdim. Feragatname : Sinyal izlerindeki kısa şortlar için daha uygundur.

Sıkışmış düğüm izleyici

Elektronik Sanatı, s. Şekil 276, "güç düğümü izleyicisi" ni tartışır - devre enerjili iken kullandığınız hassas bir mikrovoltmetre ve kısa devre nerede olduğunu gösterebilir. Problardan birini sabit bir yerde (örn. 3V3 rayı) tutarsınız, diğeri PCB izleri boyunca hareket ettirirsiniz. Kısa parçayı taşıyan izler ölçülebilir bir voltaj düşüşü sergiler, böylece kısaca yaklaştıkça voltmetredeki ekran büyür.

Bunu hiç inşa etmedim, ama makul görünüyor (ve Tony EE de bundan bahsediyor). Ancak, söz konusu PCB izleri ince olduğunda gerçekten daha yararlıdır.

Kısa bir düzeltme

Kısa bir IC içinde olduğunda, bu genellikle arızalı bir IC'dir ve ben sadece değiştiririm. ESD veya bir tür istismar nedeniyle öldürülmüş olabilir.

PCB'de ise (ve elektrik testiniz yoksa), buna neden olan küçük bıyıkları buharlaştırmak için kısa bir büyük kapak (2kF@2.7V) yerleştirerek bunları düzeltmekten zevk alıyorum. Bir zamanlar böyle problemlerle dolu bir PCB paketine sahiptik (gerberlere kötü dönüşüm nedeniyle, onları fab'ın DRC'sine uymayan hale getirdi). Biz böyle bıyık vardı panoları bir grup sabit, iyice eğlenceli (koklamak da olsa) bir deneyim oldu :)

Elektronikleriniz 2.7V tarafından öldürülmezse, bu yöntemi doldurulmuş bir kartta da kullanabilirsiniz. Kutuplara dikkat edin, aksi takdirde her yerde duman olacaktır :)