PCB Reparation av kretskort

Guide för reparation av kretskort: Från nybörjare till expert
Kretskort är kärnkomponenten i modern elektronik, från smartphones till industriella styrsystem.Om du behärskar kretskortsreparationer kommer du inte bara att spara mycket pengar på reparationer, utan också förlänga livslängden på dina elektroniska enheter. Den här handboken ger en omfattande introduktion till alla aspekter av kretskortsreparationer, inklusive diagnostisering av vanliga problem, val av reparationsverktyg, säkerhetsåtgärder och detaljerade reparationsförfaranden.

Grunderna för kretskort

Tryckta kretskort (PCB) består av flera lager av ledande och icke-ledande material och fungerar som ett monteringssubstrat för elektroniska komponenter. Ett standardkretskort innehåller följande nyckelkomponenter:

• Justeringar: ledande banor gjorda av tunna koppartrådar som är ansvariga för att leda ström mellan komponenter
• Pads och vior: kontaktpunkter av koppar för lödning av komponenter, med vias som förbinder de olika lagren
• Lödmask: isolerande beläggning som skyddar koppartrådarna från kortslutningar
• Silkscreen-skikt: Identifieringsskikt för att markera komponenternas position och orientering
• Elektroniska komponenter: inklusive resistorer, kondensatorer, dioder, transistorer etc.
  Att förstå dessa grundläggande strukturer är det första steget mot en framgångsrik reparation av ett kretskort. Olika typer av kretskort (enkla, dubbla eller flerskiktade) kräver olika reparationsmetoder, och flerskiktade kretskort är särskilt komplicerade att reparera.

Vanliga typer av fel på kretskort

Kretskort kan gå sönder av olika anledningar, och att identifiera problemet är ett viktigt första steg i reparationen.Nedan följer de fem vanligaste typerna av fel:

1. Fysisk skada

Fysisk skada på kortet kan orsakas av fall, slag eller felaktig demontering av enheten.Manifestationer är:

• Trasiga eller böjda kretskort
• Lödkuddar som lossnat
• Trasiga spår
• Lösa eller lossade komponenter

Fel på komponenten

Elektroniska komponenter kan gå sönder på grund av åldrande, överhettning eller spänningsinstabilitet:

• Kondensatorer sväller eller läcker
• Brända och missfärgade resistorer
• Skadade integrerade kretsar (IC)
• Kortslutning av transistor eller diod

3. Skada på ledningsbanan

Ledningsbanor kan skadas av:

• Blixtnedslag eller strömöverspänningar
• Kontaminering av metalldamm
• Långvarig överhettning
• Normalt slitage och förslitning

4.Felaktig konstruktion

Dåligt utformade styrelser kännetecknas ofta av:

• Felaktigt komponentavstånd
• Otillräcklig routing
• Otillräcklig termisk design
• Upprepad förekomst av samma fel.

5.Fel i strömförsörjningen

Problem med strömförsörjningen kan vara orsaken:

• Utbrändhet i komponenten
• Kortslutning
• Utlösning av skyddskrets
• Övergripande funktionsfel

Verktyg och utrustning för PCB-reparation

Professionella reparationer kräver rätt verktyg. Nedan finns en lista över grundläggande och avancerade reparationsverktyg:

Grundläggande verktyg

• Lödkolv: En modell med justerbar temperaturkontroll (30-60 W) rekommenderas.
• Lödtråd: 0,5-1 mm diameter kolofoniumkärnlödning
• **Ablödningsverktyg **: Tennsugare eller sugledning för tenn
• Multimeter: för mätning av spänning, motstånd och kontinuitet
• Pincett: precisionsspetsig pincett för hantering av små komponenter
• Förstoringsglas eller mikroskop: för att inspektera små komponenter och uppriktningar
• Skruvmejselsats: demontering av utrustningslådor

Avancerade verktyg

• Station för omarbetning med varmluft: Professionell demontering av ytmonterade komponenter (SMD)
• Oscilloskop: Analysera signalvågformer
• ESD antistatisk arbetsstation: förhindrar att känsliga komponenter skadas av statisk elektricitet
• Reparationspenna för UV-lödmask: Reparera skadat lodmasklager
• Station för omarbetning av BGA: reparation kulnät array paket chip

Försiktighetsåtgärder

Reparation av kretskort omfattar elektroniska komponenter och potentiella faror, följande säkerhetsanvisningar måste följas:

• Avstängning av drift: Se till att utrustningen är helt avstängd och att batterierna är urtagna före service.
• Statiskt skydd: Använd ett antistatiskt handledsband och använd en antistatisk matta
• Personligt skydd:

• Skyddsglasögon för att förhindra lödstänk
• Arbeta i ett ventilerat utrymme eller använd en rökabsorbent.

• Arbetsmiljö:

• Rent och väl upplyst arbetsområde
• Förvaras åtskilt från brandfarliga material

• Verktygssäkerhet:

• Placera heta verktyg på rätt sätt.
• Använd rätt verktygsstorlek

Reparation av kretskort steg för steg

Det första steget: visuell inspektion

Inspektera kretskortet noggrant för synliga skador:

• Brända eller missfärgade områden
• Expanderade eller läckande kondensatorer
• Trasiga uppställningar
• Lösa eller saknade komponenter
• Kalla lödfogar (tråkiga, livlösa lödfogar)

Använd ett förstoringsglas eller mikroskop för att kontrollera om det finns mindre skador.

Steg 2: Funktionstest

Använd en multimeter för att utföra grundläggande tester:

1. Kontrollera att strömförsörjningen är korrekt
2. Testa spänningen vid kritiska punkter
3. Mät resistansen hos misstänkta komponenter
4. Kontrollera linjeföringens kontinuitet med ett genomgångstest

För komplexa fel kan ett oscilloskop krävas för att analysera signalen.

Steg 3: Borttagning av felaktig komponent

• Bestäm var den defekta komponenten befinner sig
• Välj avlödningsmetod baserat på komponenttyp:

• Komponenter med genomgående hål: använd en lödsug eller en lödtråd
• SMD-komponenter: använd varmluftspistol eller omarbetningsstation

• Ta försiktigt bort komponenten för att undvika att skada dynorna.

Steg 4: Reparation av dynor och uppriktning

• Rengör kuddarna: använd isopropylalkohol och bomullspinnar
• Reparera skadade inriktningar:

• Skrapa bort lödmasken så att koppartrådarna blottas.
• Använd tunn koppartråd eller ledande silverfärg för att förbinda de trasiga punkterna.
• Skydda reparationsområdet med UV-lödmask

• Reparera borttagna kuddar:

• Återuppbyggda kuddar med tejp av kopparfolie
• Borra hål och installera reparationssats för dynor

Steg 5: Installera nya komponenter

• Välj en ersättningskomponent med matchande specifikationer
• Placera komponenten på rätt sätt:

• Notera polariserad komponentorientering
• SMD-komponenter placeras exakt med hjälp av en pincett

• Lödning:

• Fixera först ett stift för komponenter med genomgående hål
• SMD-komponenter med hjälp av lödpasta och varmluftspistol

• Kontrollera kvaliteten på lödfogen:

• Ska vara slät och glänsande
• Ingen överbryggning eller falsklödning

Steg 6: Funktionell verifiering

1. Inspektera visuellt lödningens kvalitet
2. Använd multimeter för att testa viktiga punkter
3. Steg-för-steg-test för påslagning
4. Fullständigt funktionstest

Speciella reparationstekniker

Reparationer av ytmonterade enheter (SMD)

1. Använd lödpasta för att noggrant belägga pads.
2. Placera komponenten med en pincett
3. Värm jämnt med en värmepistol tills lodet flyter ut igen.
4. Undvik överhettning, som kan orsaka "gravstenseffekten" (komponentens ena ände förvrids).

Reparation av flera lager

1. Använd ett genomskinligt mikroskop för att inspektera det inre lagret.
2. Specialiserad utrustning krävs för att reparera det inre skiktets uppriktning.
3. Använd koppartråd eller ledande epoxi för reparation via

Reparation av BGA-chip

1. Använd BGA-omarbetningsstation för exakt temperaturkontroll.
2. Återskapa lödkulan med ett verktyg för placering av kulan
3. Röntgeninspektion för lödkvalitet

Testning och verifiering efter reparation

Fullständig testning är nyckeln till en lyckad reparation:

• Grundläggande test:

• Test av kortslutning i strömförsörjningen
• Mätning av statisk ström
• Spänningskontroll vid kritiska punkter

• Funktionella tester:

• Verifiering av ingångs- och utgångssignaler
• Belastningstest
• Test som pågått under lång tid

• Miljötest (kritisk utrustning)

• Temperaturcykling
• Vibrationstest
• Test av luftfuktighet

Rekommendationer för förebyggande underhåll

Praktiska tips för att förlänga livslängden på dina kretskort:

• Rengör regelbundet:

• Använd tryckluft för att avlägsna damm
• Isopropylalkohol för rengöring av kontaktpunkter

• Miljökontroll:

• Undvik miljöer med hög temperatur och hög luftfuktighet
• Förhindra kontaminering av metalldamm

• Elektriskt skydd:

• Använd reglerad strömförsörjning
• Installation av överspänningsskydd

• Fysiskt skydd:

• Undvik mekanisk belastning
• Använd lämplig fixering och dämpning

Vanliga frågor och svar

F: Kan jag reparera ett kretskort utan en schematisk bild?
A: Ja, men det är svårt. Genom att analysera kretsriktningen och jämförelsemetoden kan härledas funktion, rekommenderas komplexa kretsar för att hitta det schematiska diagrammet.

F: Hur kan man avgöra om kondensatorn är skadad?
A: Visuell inspektion för utbuktning eller läckage, en multimeter för att mäta kapacitansvärdet, ESR-mätare för att mäta det ekvivalenta seriemotståndet.

Q: Kommer kortets livslängd att påverkas efter reparation?
A: Professionell reparation har liten effekt på livslängden, men upprepad reparation, särskilt drift vid hög temperatur, kommer att förkorta komponentens livslängd.

Q: Vilka kretskort är inte värda att reparera?
A: Stora utbrända områden, skadade inre lager på flerlagerkort, billiga kort eller kort som har utgått ur sortimentet utan tillgång till komponenter.

F: Hur kan jag lära mig mer avancerade reparationstekniker?
A: Börja med enkla reparationer för att få erfarenhet, delta i professionell utbildning och studera branschstandarder som IPC-7711/7721.