مقاله

آموزش عیب یابی بردهای الکترونیکی — راهنمای کاربردی به زبان ساده

در این آموزش می‌خواهیم با عیب یابی بردهای الکترونیکی آشنا شویم.

چرا باید عیب یابی بردهای الکترونیکی را یاد بگیریم؟

چرا باید عیب یابی بردهای الکترونیکی و قطعات الکترونیکی را بیاموزیم؟ امروزه ما اسیر یک فرهنگ شده‌ایم که با آن، در دنیایی از دورریزها زندگی می‌کنیم و با اولین نشانه بروز مشکل، لوازم الکترونیکی خود را دور می‌ریزیم. این مهم‌ترین دلیلی است که در حد توان چیزهایی را که می‌توانیم در مورد تعمیر و عیب یابی بردهای الکترونیکی یاد بگیریم. افرادی که علاقه زیادی به وسایل الکترونیکی دارند و یا می‌خواهند از حداکثر عمر یک وسیله الکترونیکی استفاده کنند، باید بتوانند عیب یابی بردهای الکترونیکی را انجام دهند.

یک PCB با مسیر مسی لایه لایه شده
یک PCB با مسیر مسی لایه لایه شده

درک نحوه عملکرد بردهای مدار چاپی یا همان PCBها و نحوه تعمیر آن‌ها ضروری است. بنابراین، اگر می‌خواهید یاد بگیرید که چگونه پروژه‌ها و سیستم‌های الکترونیکی خود را بسازید و از آن‌ها نگهداری کنید، باید با بردهای الکترونیکی آشنا شوید. بردها در وسایل زیادی به کار می‌روند. برخی از آن‌ها عبارتند از:

  • دربازکن
  • سیستم‌های سینمای خانگی
  • کنترل‌کننده‌های سرعت ابزارهای مختلف
  • تلویزیون‌ها
  • کامپیوترها

مهندسان برق انگیزه بیشتری برای کسب دانش ماهرانه از این مهارت اساسی دارند. تولیدکننده و مصرف‌کننده، هر دو، به دستگاه‌های الکترونیکی پیچیده‌‌ای اعتماد می‌کنند که اغلب آن‌ها به PCB نیاز دارند. دانستن چگونگی تشخیص معایب این بردها و تعمیر یا تعویض قطعات خراب به این معنی است که یک تکنسین می‌تواند عیب یابی بردهای الکترونیکی را در طیف وسیعی از دستگاه‌های الکترونیکی انجام دهد.

دلایل معیوب شدن برد چه هستند؟

نحوه ارزیابی PCB معیوب اساساً به عامل ایجادکننده آسیب بستگی دارد. در ادامه، در مورد نحوه تشخیص عیب PCB صحبت می‌کنیم و چگونگی رفع آن را توضیح خواهیم داد.

آسیب فیزیکی: هنگامی که قطعات PCB در اثر مواردی مانند زمین خوردن و خرد شدن شکسته می‌شود، اما قطعه تا حدی در حال کار باشد، ترمیم PCB، اغلب از طریق ساخت مجدد امکان‌پذیر است.

به طور کلی، آسیب‌های فیزیکی قسمت‌های آسیب دیده برد را می‌توان با ترمیم آن از طریق جدا کردن و مونتاژ مجدد برطرف کرد. به دلیل ماهیت اغلب آسیب‌های فیزیکی، بعید است که این کار توسط افرادی که تجربه تعمیر برد مدار چاپی را ندارند به سادگی انجام شود. ترمیم آسیب‌های فیزیکی فقط باید توسط یک متخصص و فرد باتجربه انجام شود. در بیشتر موارد، این امر نیازمند بازسازی برد است.

خرابی قطعه: با استفاده از ابزار اندازه‌گیری ولتاژ برای سنجش میزان هدایت جریان در برد مدار، می‌توانید تشخیص دهید که آیا جریان در برد برقرار می‌شود یا اینکه برد کاملاً خراب شده است.

این نوع عیب خود می‌تواند از خازن گرفته تا دیود یا ریزپردازنده باشد. اگر این جز مسئله است و از بین رفته یا نتوانسته کار کند، ممکن است لازم باشد کاملاً جایگزین شود. با این حال، این همیشه مشکل اصلی نیست. بعضی اوقات به دلیل افزایش سن، گرم شدن بیش از حد و ولتاژ، مدار ردیابی ممکن است تا حدی خراب شود که دیگر رسانا نباشد. همچنین ممکن است که یک اجزا – یا چندین مورد – کاملاً از صفحه جدا شده و نیاز به تحقیق مجدد داشته باشد.

خرابی مسیر: می‌توانید آسیب مسیر را را با اسکن چشمی آن مسیر ارزیابی کنید، البته به شرطی که رد مسیر به اندازه قابل قبولی قابل رؤیت باشد. مسیر از مواد درخشان معمولاً مس یا نقره تشکیل شده که معمولاً به خوبی قابل مشاهده است. اگرچه برخی از آن‌ها نازک هستند و ارزیابی آن‌ها ممکن است چالش‌برانگیز باشد.

به شرط آنکه مسیر نازک و شناسایی آن دشوار نباشد، معمولاً با پیگیری مسیر می‌توانید آسیب را تشخیص دهید. مس و نقره ذاتاً درخشان و براق هستند؛ این باعث می‌شود در هنگام وقوع خرابی، تشخیص آسان‌تر باشد. البته به خاطر داشته باشید که همیشه این‌طور نیست.

برای ترمیم مسیرهای معیوب یا آسیب دیده، کافی است برد را با مواد لازم مجدداً بازیابی کنید و اتصال مدار را دوباره برقرار کنید تا جریان در سراسر برد آزادانه عبور کند. در بخش‌های بعد به این موضوع می‌پردازیم.

طراحی ضعیف برد: گفتن این مورد هنر زیادی نمی‌خواهد. یک مدار چاپی با عیب و نقص دیگر نیازی به تعمیر ندارد. در حالت ایده‌آل، باید یک PCB جدید بخرید تا اینکه به دنبال تعمیرات باشید. این باعث صرفه‌جویی در وقت و انرژی شما در بهبود طراحی ضعیف PCB می‌شود.

قطعی منبع تغذیه:‌ گرچه قطعی منبع شبیه به خرابی قطعات است که در بالا ذکر کردیم، اما باید با استفاده از ابزار اندازه‌گیری، جریان را در برد کنترل کنید، سپس می‌توانید به سرعت تشخیص دهید که چه چیزی قابل تعمیر است و چه چیزی نیست.

عیب یابی بردهای الکترونیکی با تست اتصال

تست اتصال روشی برای برای عیب یابی بردهای الکترونیکی است که با بررسی برقراری جریان در هر مسیر فلزی انجام می‌شود. با کمک این آزمون می‌توان هرگونه قطع ناخواسته مدار یا اتصال کوتاه را بررسی کرد. اتصال را می‌توان بین هر دو نقطه از مدار آزمایش کرد.

تجهیزاتی که برای تست اتصال با آن‌ها سر و کار داریم، مولتی‌متر، پراب اتصال و برد مدار هستند. در ادامه، گام‌های عیب‌یابی را شرح می‌دهیم. برای آشنایی با کار با مولتی‌متر، پیشنهاد می‌کنیم به آموزش «مولتی متر چیست | نحوه استفاده (+ فیلم آموزش رایگان)»‌ مراجعه کنید.

گام 1: برد مداری را که می‌خواهید اتصال آن را آزمایش کنید، در مکانی قرار دهید که کار با آن برایتان راحت باشد.

گام 2: مسیرها و اجزای الکترونیکی مربوطه را که روی آن‌ها لحیم شده است، ردیابی کنید.

لحیم‌کاری PCB
لحیم‌کاری PCB

گام 3: کلید چرخان مولتی‌متر به سمت بخش اتصال بچرخانید و روی آن قرار دهید.

گام ۴: پراب‌ها باید به همان روشی که در تصویر زیر نشان داده شده است، به مولتی متر وصل شوند.

مولتی‌متر آماده تست اتصال
شکل: مولتی‌متر آماده تست اتصال

مکان تست اتصال مولتی‌مترهای مختلف متفاوت است (در مولتی‌متر شکل بالا، روی 400 اهم است).

گام 5: مسیر فلزی را که می‌خواهید اتصال آن را بررسی کنید، انتخاب کرده و یک سر پراب را در ابتدای مسیر و سر دیگر را در انتهای مسیر آن قرار دهید.

پراب‌های قرار داده شده روی ابتدا و انتهای مسیر مورد آزمایش
پراب‌های قرار داده شده روی ابتدا و انتهای مسیر مورد آزمایش

گام ۶: پس از قرار دادن پراب‌ها روی موقعیت مورد نظر، مولتی‌متر یک صدای بوق ممتد تولید می‌کند که نشان می‌دهد مسیر پیوسته و اتصال برقرار است و قطعی در مسیر وجود ندارد.

راهنمای گام به گام تعمیر بردهای الکترونیکی

برخی از رایج‌ترین تعمیراتی که در بردهای الکترونیکی انجام می‌شود، تعمیراتی است که در اثر گرما و آسیب فیزیکی و اضافه ولتاژ اعمال شده روی قطعات انجام می‌شود.

یک PCB با اجزای آسیب‌دیده از گرما
یک PCB با اجزای آسیب‌دیده از گرما

حتی اگر لایه‌های فایبرگلاس، مس و چسب در ساخت برد نسبت به گرما تحمل داشته باشند، برخی از PCBها بیشتر از سایرین در معرض لایه‌لایه‌شدگی و سایر علائم ناشی از گرما هستند.

ابتدا ابزارها و سایر موارد مورد نیاز را تهیه کنید:

  • چاقوی تیز یا پیچ‌گوشتی تخت یا کاغذ سنباده بسیار ظریف
  • نوار مسی چسب‌دار
  • هویه لحیم‌کاری
  • هویه هوای گرم
  • قیچی یا کاتر
  • خودکار
  • گوش‌پاک‌کن و الکل مالشی
  • موچین
  • گیره کاغذ

سپس با راهنمای سریع و گام به گامی که برای تعمیر یک PCB آسیب‌دیده بیان خواهیم کرد، کار را ادامه دهید.

گام 1: بخش آسیب‌دیده را بردارید. ابتدا PCB را روی سطح میز کار خود محکم کنید تا هنگام کار روی آن حرکت نکند.

گاهی اوقات، تشخیص PCB آسیب‌دیده و غیر قابل استفاده نیاز به استفاده از اسیلوسکوپ برای بررسی قدرت سیگنال و شکل موج در نقاط مختلف برای آزمایش برقراری اتصال مدار در سراسر برد وجود دارد. در سایر مواقع، فقط باید به دنبال یک ناحیه سوخته باشید که نشان می‌دهد یک قطعه یا مسیر خراب باید جایگزین شود و به مسیر موجود در PCB بپیوندد.

اگر متوجه شدید که یکی از اجزای برد شما به شکلی که باید عمل نمی‌کند، یک فرایند ساده برای برداشتن و جایگزینی آن وجود دارد:

  • هویه هوای گرم را بردارید و روشن کنید. فاصله آن از اجزای خراب کمتر از ۱۵ سانتی‌متر باشد.
  • بعد از چند ثانیه، موچین را بردارید و سعی کنید اجزا را جدا کنید. اگر موفق به این کار نشدید، چند ثانیه دیگر به اعمال گرما ادامه دهید و دوباره امتحان کنید.

اگر یک پد PCB در اثر گرما آسیب دیده است، بهتر است از چاقوی تیز استفاده کنید تا آن را با دقت از بین ببرید. اولویت شما باید این باشد که میزان خسارتی را که به مسیر و اطراف آن وارد می‌کنید محدود می‌کنید، حداقل باشد و در عین حال، صفحه را از هرگونه مواد باقیمانده تمیز کنید.

گام 2: مسیر را تمیز کرده و لحیم را بزدایید. پس از برداشتن پد آسیب‌دیده، با استفاده از چاقوی تیز خود لحیم موجود را پاک کنید. اگر برای استفاده در این قسمت نسبتاً ظریف از استفاده از چاقو راحت نیستید، یک پیچ گوشتی نوک تیز یا کاغذ سنباده با زبره بسیار ریز نیز کارتان را راه خواهد انداخت.

حذف لحیم از روی برد
حذف لحیم از روی برد

اینکه از کدام ابزار استفاده می‌کنید، مهم نیست؛‌ نتیجه باید یک مسیر کاملاً صاف و واضح، بدون لحیم‌کاری موجود و براق و تمیز باشد.

گام 3: نوار مسی خود را روی مسیر قرار دهید. بعد از اینکه مسیر آسیب‌دیده را پاک کردید و ناحیه اطراف آن را تمیز کردید، وقت آن است که نوار مسی چسب‌دار خود را در ناحیه‌ای که با آن کار می‌کنید قرار دهید.

قرار دادن نوار مسی
قرار دادن نوار مسی

نوار باید با مسیر موجود همپوشانی داشته باشد و سوراخ موجود و بخشی از اطراف آن را بپوشاند.

گام 4: اتصالات را لحیم کنید. از اینجا به بعد، مسئله اتصال دقیق اتصالات محل اتصال نوار مس جدید به مسیر موجود در PCB بازیابی شده است. در اینجا چند نکته و هشدار در مورد این بخش از فرایند آورده شده که باید آن‌ها را در نظر بگیرید:

  • نوار مسی در دمای لحیم‌کاری به سرعت ذوب می‌شود، بنابراین تا زمانی که مطمئن شوید می‌توانید این قسمت از فرایند را با یک حرکت سریع به پایان برسانید، شروع به کار نکنید.
  • تا آنجا که ممکن است از گرما کمتری استفاده کنید و سریع کارتان را انجام دهید تا میزان گرمای اعمال شده به برد کاهش یابد.
لحیم‌کاری اتصالات
لحیم‌کاری اتصالات

گام 5: سوراخ PCB را ایجاد کنید. یک ابزار سخت را با انتهای گرد، مانند یک قلم یا یک ابزار ساده دیگر پیدا کنید. محلی را که به تازگی لحیم کرده‌اید فشار دهید و محکم بمالید تا اطمینان حاصل کنید که نوار مسی به طور ایمن روی کل ناحیه پد چسبانده شده است. بعد از اینکه گرما را به ناحیه مورد نظر وارد کردید، چسب باید هنوز خاصیت چسبندگی داشته باشد.

ایجاد سوراخ روی برد
ایجاد سوراخ روی برد

با استفاده از این تکنیک، می‌توانید محل سوراخ را تشخیص دهید، سپس می‌توانید آن را با یک گیره کاغذ یا یک ابزار مشابه دیگر سوراخ کنید.

گام ۶: قطعه را قرار داده و لحیم کنید. اگر تاکنون این مراحل را دنبال کرده‌اید، باید اکنون یک PCB داشته باشید که به حالت مناسبی بازگردانده شده و می‌توان قطعه مورد نظر را روی آن لحیم کرد.

لحیم‌کاری قطعه
لحیم‌کاری قطعه

از اینجا به بعد، لحیم‌کاری قطعات روندی آشنا است.

گام 7: نوار اضافه را از ناحیه ترمیم شده برش دهید. با استفاده از قیچی یا کاتر خود، نوار مسی چسب‌دار را با دقت برش دهید تا کار به پایان برسد. توجه به این نکته مهم است که ناحیه‌ای که تازه ترمیم کرده‌اید ممکن است PCB را به عملکرد قبلی و سالم خود بازگرداند، اما پد، مسیر و اتصال هرگز از نظر ساختاری مانند برد اصلی نیستند. با وجود این، شما اکنون چیزی را دارید که بسیاری دیگر آن را دور می‌اندازند و دیگر استفاده‌ای از آن نمی‌کنند.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

دکمه بازگشت به بالا