依旧自我介绍，张工，NPI 工程师，如果还不知道我具体是干什么的，欢迎看我的第一篇文章（主页点进去即可）。
万变不离其宗，作为 NPI 工程师，DFM 可制造性分析涉及的范围非常广，今天是关于：PCB故障排除和PCB修复。
对PCB进行故障排除和维修，可以延长电路的使用寿命。如果在PCB组装过程中遇到有故障的PCB，可以根据故障的性质，修复PCB板。下面就介绍一下对PCB进行故障排除和维修PCB的一些方法。
一、怎么在制造过程中对PCB进行质量控制？通常来说PCB工厂都会有一些专业设备，也是一些必不可少的流程，都可以在PCB制造过程中控制PCB的质量。
1、AOI检测
AOI 检测会自动扫描PCB上是否有缺失的元件、元器件位置偏移等其他缺陷。AOI设备使用相机捕获PCB上多个图像，并将它们与参考板进行比较，当发现不匹配的时候，就可以指示可能的错误。
PCB AOI检测
2、飞针测试
飞针测试开业识别短路、开路、不正确的元件（二极管和晶体管）以及二极管保护中的缺陷，可以使用各种PCB修复方法来纠正短路和组件故障。
电路板飞针测试
3、FCT测试
FCT主要对PCB的功能测试，测试参数通常由工程师提供，包含简单的开关测试，有时候可能需要负责的软件和精确的协议，功能测试直接检查PCB在真实环境条件下的功能。
除了以上介绍的几种，还有很多，关于PCB测试的更详细的内容，欢迎阅读以下文章：
9种PCB测试方法 7种PCB测试技术详解，图文结合，规避PCB制造风险
二、PCB损坏的典型原因了解PCB故障的原因可以帮助你快速找到PCB故障，下面是一些比较常见的错误：
组件故障: 更换有缺陷的部件，可以让电路正常运行
过热：如果缺乏热管理，一些元器件可能会被烧毁。
物理损坏：主要是由于粗暴的处理，导致组件、焊点、阻焊层、走线和焊盘出现裂纹
污染：如果PCB暴露在恶劣条件下，走线和其他铜部件可能会被腐蚀。
PCB板上元件损坏
关于PCB损坏故障，我也有在一篇文章中讲过，感兴趣的话，欢迎阅读以下文章：
16种PCB故障模式 解决方法，实际案例讲解，帮你解决各种PCB故障
三、如何排除PCB故障？下面介绍8 种方法：
1、了解电路的原理图
PCB上有很多元器件，元器件通过铜走线连接，还含有电源、接地以及不同信号，除此之外，还有许多电路，滤波器、去耦电容和扼流圈的位置等。这些对于PCB的修复都十分重要。
怎么找到电流路径，怎么隔离有缺陷的部分？这都是基于对原理图的了解。如果在没有原理图的情况下，就需要根据PCB板来绘制原理图。
充分了解的电路的原理图
2、目视检查
上面也有提到，过热是PCB故障的主要原因之一。任何元器件、走线、焊点烧毁，在没有输入电源的情况下，很容易通过肉眼就检查出来了。比如以下缺陷：
- 膨胀/重叠/缺失组件
- 颜色发黑的走线
- 冷接头
- 焊料过多
- 焊点立碑
- 抬起/丢失的焊盘
- PCB上的裂纹
以上这些都是可以通过肉眼观察出来的。
焊点立碑
3、与相同的PCB板进行比较
如果你手上有同样的PCB板，一块有故障，一块可以正常运行，这就方便多了。你可以直观地比较元件、走线或过孔中的错位和缺陷，此外，使用万用表检查两块板的输入和输出读数。可以读取相似的值，因为两块2块PCB是完全一样的。
与相同的PCB板进行比较
4、隔离有缺陷的元器件
当你用肉眼无法分辨的时候，你就可以借助万用表和LCR表等工具。根据数据表和设计的要求，单独测试每个组件。例如电阻、电容、电感、二极管、晶体管、LED。
例如，你可以使用万用表中的二极管设置来检查二极管和晶体管。基极-集电极和基极-发射极结充当二极管。如果是简单的电路板设计，可以检查所有的连接有无开路和短路。只需将仪表设置为欧姆或蜂鸣器设置，然后开始检查每个连接。
用万用表测试PCB
检查时，如果读数小于规格，则组件允许正常。当该值较高的时候，零件或焊点可能会出现问题，了解测试点的预期电压有助于分析电路。
评估组件的另一种方法时通过节点分析。这种方法不会对整个电路进行供电，时将电压施加到所选择的组件，并测量电压-电流（V响应）。识别所有的节点并选择连接重要组件或电压源的参考。使用KCL计算所有未知节点电压（变量）并验证这些值是否匹配，如果你观察到节点有问题，则表示该节点有故障。
5、测试集成电路
这个就是一项比较巨大的工作，因为集成电路本身就是比较复杂的，这里就需要进行以下测试：
- 识别所有标记并使用逻辑分析仪或示波器测试IC
- 检查IC方向是否正确
- 确认所有连接到它的焊点都处于良好的工作状态
- 评估连接到 C 的散热片和导热垫的状况，以实现良好的散热
在PCB故障期间测试IC
6、检测电源
要对电源进行故障排除，就需要测量轨电压。电压表的读书可以反映出来组件的输入和输出值。当电压发生变化时，电路可能会出现一些问题。例如：当读书显示为0V时，电源轨可能发生短路，这样的话就会导致组件过热。如果你进行了电源完整性测试，就可以将预期值与实际值进行比较，从而隔离出有问题的电源。
7、确定电路热点
当你找不到任何视觉缺陷时，可以通过注入电源进行物理检测来评估电路，连接错误就会发热，将手放在电路板上可以感觉到。你也可以使用热像仪，该测试通常是低压电路的首选，应采取必要的安全预防措施以避免电气事故。
其中一种方法是确保用一只手检测，如果你检测到热点，就需要冷却，然后检测所有的连接点确定问题在哪。
电路板过热
8、使用信号探测技术进行故障排除
如果要用这个技术的话，就需要了解测试点的预期值和波形。你可以用万用表和示波器或者任何波形捕获设备在不同点进行电压测试，分析结果以隔离错误。
关于PCB故障排除的内容，有一篇文章也有，欢迎阅读：
11种PCB故障排除方法。简单容易操作，帮你排除大部分PCB故障
四、维修电路板所需要的工具磨刀不误砍柴工，在进行维修之前，肯定要找好维修时需要用到的工具。
- 桌子肯定是要ESD接地、电源插座和灯。
- 为了限制热冲击，可能需要预热电路板，就需要红外线器或者预热器。
- 为了在维修过程中开槽和开孔，就需要一个精密钻孔系统，可以控制凹槽的直径和深度
- 在焊接的时候，就需要一个好电烙铁，这样焊点就会比较合适。
PCB维修焊接
- 除此之外，可能还需要电镀。
- 如果阻焊层被破坏了，也需要修复阻焊层，这个时候最好用环氧树脂层。
这里最好采取预防措施，避免发生安全事故。
防护装备：在处理高温或大功率时，必须要佩戴防护装备。在一些焊接和钻孔的过程中，需要戴上眼镜、手套，避免一些化学物质。
维修PCB时戴上手套
静电放电：为防置ESD引起的电击，要确保拔下电源插头并且完全放电，你也可以佩戴接地手腕或者使用防静电的垫子。
关于ESD更详细的内容，欢迎大家阅读以下文章：
什么是ESD？如何防止ESD？一文总结，6种ESD保护电路PCB布局
给组件放电：大家都知道，电容和一些电源组件可以保持电荷，将所有电容和电池完全放电可以避免触电。
六、如何修复PCB？通常走线、元件和焊盘中的缺陷是比较常见的故障。
1、修复损坏的走线
修复损坏的PCB走线
要修复破损暗淡的走线，就需要使用尖锐的物体露出原始走线的表面区域以去除阻焊层。帮助获得更好的电气连续性，用溶剂清洁铜表面去除碎屑，
也可以焊接跳线用来修复走线，确保导线粗细和走线宽度相同。
2、更换有缺陷的组件
更换损坏的元器件
如果要去除有缺陷元件或过多焊料的焊点，就需要先溶化焊点，但是要避免在附近表面区域产生热应力。可以按照下面的步骤更换电路中的组件。
- 便用焊银芯或拆焊合仅快速加热所需的焊点
- 当焊点熔化时，使用脱焊泵去除液体
- 移除所有关节后，组件将分离
- 接下来，组装新委件并焊接
- 用剪钳剪掉腿的多余长度
- 确保端子按照要求的极性连接
3、隐藏EMI或者RF屏蔽的破损
PCB板上的EMI屏蔽
如果EMI屏蔽提供网络和金属屏蔽，就需要确保孔小于辐射的波长。
4、修复损坏的焊盘
修复PCB上损坏的焊盘
随着时间的推移，PCB板上焊盘会抬起、腐蚀或断裂。下面是修复损坏焊盘的方法：
抬起的焊盘：使用棉签用溶剂清洁，为了粘合，将将导电环氧树脂涂抹在焊盘上并向下压，让环氧树脂固化并继续进行焊接过程。
破损或者受污染的焊盘：移除或者切割损坏的焊盘，刮去焊盘周围的阻焊层露出连接的走线，用棉签用溶剂清洁该区域，在新焊盘(连接到走线)上，涂上导电环氧树脂层并将其固定到位，接下来，在线和焊盘之间添加环氧树脂。在焊接过程之前将其固化。
上面只是介绍了几种PCB故障排除方法，希望能够对大家有用。
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