دليل إصلاح لوحات الدوائر الكهربائية:من المبتدئ إلى الخبير
تُعد لوحات الدوائر الكهربائية المكون الأساسي للإلكترونيات الحديثة، من الهواتف الذكية إلى أنظمة التحكم الصناعية. إن إتقان مهارات إصلاح لوحات الدارات الكهربائية لن يوفر لك الكثير من المال عند إصلاحها فحسب، بل سيطيل عمر أجهزتك الإلكترونية أيضاً. يقدم هذا الدليل مقدمة شاملة لجميع جوانب إصلاح لوحات الدارات الكهربائية، بما في ذلك تشخيص المشاكل الشائعة، واختيار أدوات الإصلاح، واحتياطات السلامة، وإجراءات الإصلاح التفصيلية.
أساسيات لوحة الدائرة الكهربائية
لوحات الدارات المطبوعةمتطلبات مطابقة الدارات المطبوعة: (PCBs) تتكون من طبقات متعددة من المواد الموصلة وغير الموصلة وتعمل كركيزة تركيب للمكونات الإلكترونية. تحتوي لوحة الدائرة القياسية على المكونات الرئيسية التالية:
- الاصطفافات:: مسارات موصلة مصنوعة من أسلاك نحاسية رفيعة مسؤولة عن توصيل التيار بين المكونات
- الوسادات والوصلات:: نقاط التلامس النحاسية لمكونات اللحام النحاسية، مع وجود فتحات تربط بين الطبقات المختلفة
- سولدرماسك:: الطلاء العازل الذي يحمي الأسلاك النحاسية من الدوائر القصيرة
- طبقة الشاشة الحريرية: طبقة تعريف لتمييز موضع المكونات واتجاهها
- المكونات الإلكترونية:: بما في ذلك المقاومات، والمكثفات، والصمامات الثنائية، والترانزستورات، إلخ.
إن فهم هذه الهياكل الأساسية هو الخطوة الأولى في إصلاح لوحات الدارات الكهربائية بنجاح.تتطلب الأنواع المختلفة من لوحات الدارات الكهربية (أحادية أو مزدوجة أو متعددة الطبقات) طرق إصلاح مختلفة، كما أن اللوحات متعددة الطبقات معقدة بشكل خاص لإصلاحها.
الأنواع الشائعة لأعطال لوحات الدارات الكهربائية
يمكن أن تتعطل لوحات الدارات الكهربائية لأسباب متنوعة، ويعد التعرف على المشكلة خطوة أولى حاسمة في الإصلاح.وفيما يلي أنواع الأعطال الخمسة الأكثر شيوعاً:
1. الأضرار المادية
يمكن أن يحدث التلف المادي للوحة بسبب سقوط الجهاز أو ضربه أو تفكيكه بشكل غير صحيح. المظاهر هي:
- لوحات الدوائر الكهربائية المكسورة أو المثنية
- وسادات اللحام المخلوعة
- آثار مكسورة
- المكونات المفكوكة أو المنفصلة
فشل المكوّن
قد تتعطل المكونات الإلكترونية بسبب التقادم أو ارتفاع درجة الحرارة أو عدم استقرار الجهد:
- انتفاخ المكثفات أو تسريبها
- مقاومات محترقة ومتغيرة اللون
- الدارات المتكاملة الممزقة (ICs)
- قصر الترانزستور أو الصمام الثنائي
3.تلف مسار الموصل
يمكن أن تتضرر المسارات الموصلة عن طريق:
- صواعق البرق أو ارتفاع التيار الكهربائي
- تلوث الغبار المعدني
- السخونة الزائدة لفترات طويلة
- البلى العادي
4.تصميم معيب
غالباً ما تتميز اللوحات سيئة التصميم بما يلي:
- تباعد غير مناسب بين المكونات
- توجيه غير ملائم
- تصميم حراري غير ملائم
- تكرار حدوث نفس الخطأ.
5. أعطال إمدادات الطاقة
قد تتسبب مشكلة في مصدر الطاقة:
- نضوب المكونات
- ماس كهربائي
- تشغيل الدائرة الواقية
- فشل الوظائف بشكل عام
أدوات ومعدات إصلاح ثنائي الفينيل متعدد الكلور
تتطلب الإصلاحات الاحترافية الأدوات المناسبة. فيما يلي قائمة بأدوات الإصلاح الأساسية والمتقدمة:
الأدوات الأساسية
- لحام الحديد: يوصى باستخدام طراز التحكم في درجة الحرارة القابل للتعديل (30-60 واط).
- لحام الأسلاك: لحام الصنوبري بقطر 0.5-1 مم بقطر 0.5-1 مم
- **أدوات إزالة اللحام **: مصاصة القصدير أو خط شفط القصدير
- مقياس متعدد:: لقياس الجهد والمقاومة والاستمرارية
- ملاقط:: ملاقط مدببة دقيقة للتعامل مع المكونات الصغيرة
- مكبِّر أو مجهر:: لفحص المكونات الصغيرة والمحاذاة
- طقم مفك براغي:: لتفكيك علب المعدات
الأدوات المتقدمة
- محطة إعادة الصياغة بالهواء الساخن: التفكيك الاحترافي للمكونات المركبة على السطح (SMD)
- راسم الذبذبات: تحليل الأشكال الموجية للإشارة
- محطة عمل مضادة للكهرباء الساكنة ESD:: منع تلف الكهرباء الساكنة للمكونات الحساسة
- قلم التصليح بالأشعة فوق البنفسجية فوق البنفسجية: إصلاح طبقة اللحام التالفة
- محطة إعادة صياغة BGA:: إصلاح رقاقة رقاقة حزمة مصفوفة الشبكة الكروية
احتياطات السلامة
ينطوي إصلاح لوحات الدوائر الكهربائية على مكونات إلكترونية ومخاطر محتملة، يجب مراعاة إرشادات السلامة التالية:
- عملية إيقاف التشغيل: تأكد من إيقاف تشغيل الجهاز تمامًا وإزالة البطاريات قبل الصيانة
- الحماية من الكهرباء الساكنة: ارتداء رباط معصم مضاد للكهرباء الساكنة واستخدام حصيرة مضادة للكهرباء الساكنة
- الحماية الشخصية:
- نظارات واقية لمنع تناثر اللحام
- اعمل في منطقة جيدة التهوية أو استخدم جهاز امتصاص الأبخرة.
- منطقة عمل نظيفة وجيدة الإضاءة
- الابتعاد عن المواد القابلة للاشتعال
- ضع الأدوات الساخنة بشكل صحيح.
- استخدام الحجم المناسب للأداة
إصلاح ثنائي الفينيل متعدد الكلور خطوة بخطوة
الخطوة الأولى: الفحص البصري
افحص لوحة الدارة بعناية بحثاً عن أي تلف مرئي:
- مناطق محترقة أو متغيرة اللون
- المكثفات الممتدة أو المتسربة
- المحاذاة المكسورة
- المكونات المفكوكة أو المفقودة
- وصلات اللحام الباردة (وصلات اللحام الباهتة التي لا حياة فيها)
استخدم عدسة مكبرة أو مجهر للتحقق من وجود تلف بسيط.
الخطوة 2: اختبار الوظيفة
استخدم مقياس متعدد لإجراء الاختبارات الأساسية:
- تحقق من وجود مدخلات طاقة مناسبة
- اختبار الجهد الكهربائي عند النقاط الحرجة
- قياس مقاومة المكونات المشبوهة
- تحقق من استمرارية المحاذاة باستخدام اختبار التمرير
بالنسبة للأعطال المعقدة، قد تكون هناك حاجة إلى راسم ذبذبات لتحليل الإشارة.
الخطوة 3: إزالة المكونات المعيبة
- تحديد موقع المكون المعيب
- حدد طريقة إزالة اللحام بناءً على نوع المكون:
- المكونات عبر الفتحات: استخدم مصاصة لحام أو سلك لحام
- مكونات SMD: استخدم مسدس الهواء الساخن أو محطة إعادة العمل
- قم بإزالة المكوّن بعناية لتجنب إتلاف الوسادات.
الخطوة 4: إصلاح الوسادة والمحاذاة
- ضمادات نظيفة: استخدم كحول الأيزوبروبيل ومسحات قطنية
- إصلاح المحاذاة التالفة:
- اكشط قناع اللحام لكشف الأسلاك النحاسية.
- استخدم سلك نحاسي رفيع أو طلاء فضي موصل لتوصيل النقاط المكسورة.
- حماية منطقة الإصلاح بقناع لحام بالأشعة فوق البنفسجية
- قم بإصلاح الوسادات المجردة:
- إعادة بناء الوسادات بشريط من رقائق النحاس
- حفر الثقوب وتركيب طقم إصلاح الوسادة
الخطوة 5: تثبيت المكونات الجديدة
- اختر مكوناً بديلاً بمواصفات مطابقة
- ضع المكوّن بشكل صحيح:
- لاحظ اتجاه المكونات المستقطبة
- يتم وضع مكونات SMD بدقة باستخدام الملقط
- اللحام: قم بإصلاح دبوس واحد للمكونات ذات الثقب أولاً
- مكونات SMD باستخدام معجون اللحام ومسدس الهواء الساخن
- تحقق من جودة وصلة اللحام:
- يجب أن يكون ناعمًا ولامعًا
- لا يوجد تجسير أو لحام كاذب
الخطوة 6: التحقق الوظيفي
- فحص جودة اللحام بصريًا
- استخدم مقياس متعدد لاختبار النقاط الرئيسية
- اختبار التشغيل خطوة بخطوة
- اختبار الوظيفة الكاملة
تقنيات الإصلاح الخاصة
إصلاح الأجهزة المثبتة على السطح (SMD)
- استخدم معجون اللحام لتغطية اللبادات بدقة.
- ضع المكوّن بالملقط
- قم بالتسخين بالتساوي باستخدام مسدس حراري حتى يتم إعادة تدفق اللحام.
- تجنب السخونة الزائدة، والتي يمكن أن تسبب "تأثير حجر القبر" (اعوجاج أحد طرفي المكوّن).
إصلاح متعدد الطبقات
- استخدم مجهرًا من خلال ثقب لفحص الطبقة الداخلية.
- يلزم وجود معدات متخصصة لإصلاح محاذاة الطبقة الداخلية.
- استخدم الأسلاك النحاسية أو الإيبوكسي الموصّل للإصلاح عبر
إصلاح رقاقة BGA
- استخدم محطة إعادة العمل BGA للتحكم الدقيق في درجة الحرارة.
- إعادة بناء كرة اللحام باستخدام أداة وضع الكرة
- الفحص بالأشعة السينية لجودة اللحام
اختبار ما بعد الإصلاح والتحقق منه
الاختبار الكامل هو المفتاح لضمان نجاح الإصلاح:
- اختبار الدائرة القصيرة لإمداد الطاقة
- قياس التيار الساكن
- فحص الجهد عند النقاط الحرجة
- التحقق من إشارة الإدخال والإخراج
- اختبار التحميل
- اختبار التشغيل لفترة طويلة
- الاختبار البيئي (المعدات الحرجة)
- تدوير درجة الحرارة
- اختبار الاهتزاز
- اختبار الرطوبة
توصيات الصيانة الوقائية
نصائح عملية لإطالة عمر لوحات الدارات الكهربائية الخاصة بك:
- استخدم الهواء المضغوط لإزالة الغبار
- كحول الأيزوبروبيل لتنظيف نقاط التلامس
- تجنب البيئات ذات درجات الحرارة العالية والرطوبة العالية
- منع تلوث الغبار المعدني
- استخدام مصدر طاقة منظم
- تركيب أجهزة الحماية من زيادة التيار الكهربائي
- تجنب الإجهاد الميكانيكي
- استخدم التثبيت والتوسيد المناسبين
الأسئلة المتداولة
س: هل يمكنني إصلاح لوحة دائرة كهربائية بدون مخطط تخطيطي؟
ج: نعم، لكن الأمر صعب. من خلال تحليل اتجاه الدائرة وطريقة المقارنة يمكن الاستدلال على الدالة، يوصى بالدوائر المعقدة للعثور على الرسم التخطيطي.
سؤال: كيف يمكن تحديد ما إذا كان المكثف تالفًا أم لا؟
ج: فحص بصري للكشف عن الانتفاخ أو التسريب، ومقياس متعدد لقياس قيمة السعة، ومقياس ESR لقياس المقاومة المتسلسلة المكافئة.
س: هل سيتأثر عمر اللوح بعد الإصلاح؟
ج: الإصلاح الاحترافي ليس له تأثير كبير على العمر الافتراضي، ولكن الإصلاح المتكرر، وخاصةً التشغيل في درجات حرارة عالية، سيقلل من عمر المكونات.
س: ما هي لوحات الدوائر الكهربائية التي لا تستحق الإصلاح؟
ج: المناطق المحترقة الكبيرة، أو الطبقات الداخلية التالفة من الألواح متعددة الطبقات، أو الألواح الرخيصة، أو الألواح التي تم إيقافها دون الوصول إلى المكونات.
سؤال: كيف يمكنني تعلم المزيد من تقنيات الإصلاح المتقدمة؟
ج: ابدأ بالإصلاحات البسيطة لاكتساب الخبرة وحضور التدريب الاحترافي ودراسة معايير الصناعة مثل IPC-7711/7721.