5种常见的PCB维修是什么?
人没有意识到他们拥有的电子产品、设备和物品是建立在几个内部组件之上的,这些组件协同工作以提供他们使用的必要功能和特性。例如,移动电话不仅仅是您在外部看到的外壳、按钮和显示屏。设备内部有几个部件,用于容纳和连接必要的组件。这些核心片之一称为印刷电路板或简称 PCB。
印刷电路板是大多数电子产品的基础。仅到 2018 年底,全求 PCB 产品销售价值预计将达到 82 亿美元。这应该让您对 PCB 在制造业中的使用频率有所了解。
没有它们,许多设备将完全停止运行。如果发生重大故障或故障,可能会导致一些非常严重的问题。电路板也不是无懈可击的。随着时间的推移,它们会经历大量的磨损,这可能会降低其性能和功能。天气、湿度、年龄甚至海拔等因素都会影响板子的状况。
幸运的是,可以修复或再制造电路板,使它们再次焕然一新。这执行以下两项作之一。有问题的电路板可以返回到其原始设备,使其再次运行。或者,它可以用于完全不同的设备,如果您愿意,可以作为一种回收形式。
当然,在修理或翻新任何电路板之前,工程师需要辨别并了解它当初出现故障的原因。如果您不知道出了什么问题,您就无法很好地解决问题,不是吗?
了解和识别与 PCB 相关的一些常见的问题是非常有益的,这样如果设备出现故障,您至少知道出了什么问题。我们将看看一些常见的印刷电路板问题,并探索解决这些问题的方法。
为了更好地衡量,让我们探索一下印刷电路板到底是什么,以及做什么。
什么是印刷电路板?
印刷电路板或 PCB 是几乎所有电子设备的核心组件。除了简单的电子设备外,所有东西都使用某种电路板来连接和机械同步产品的所有元素。例如,咖啡机内部可能有一个小 PCB,用于连接电子控制系统、加热元件和显示器。
在早期,远在设计软件出现之前,印刷电路板是通过手动开发使用 Mylar 片材规划的,并且通常比电路板本身大四倍。设计人员将在拟议的设计中布置引脚焊盘、走线和组件,该设计有点像故事板一样用于测试和解释电路。如今,这都是通过设计和制造软件完成的。
PCB 在机械上是支撑和连接设备内所有组件所必需的,这些组件使用导电轨道同步,这使得电流可以自由地流过电路板并在组件之间流动。
PCB 组件焊接到电路板上,电路板以电气和机械方式将它们固定到整个电路上。这些“组件”包括电池、电阻器、LED、晶体管、电容器等。
板材通常分层生产,其中包括不同级别的导电和非导电片材。它们可以是单面的单铜层,双面的,衬底层两侧的双铜层,或具有不同铜层和衬底层的多层。值得一提的是,多层板具有多种好处,例如增加组件密度,但它们更难分析、修复和修改。
重要的是要了解电路板维修零件和做法通常由当初用于构建硬件的相同材料和组件组成。替代品或替代品很少,尤其是在谈论可靠和导电的材料时。这凸显了寻找具有合适资产和关系的合适、专门的维修团队的必要性。
哪些设备使用它们?
PCB 几乎用于您可能找到的所有电子设备中,从智能手机和计算机到电视和吸尘器。如果设备需要通过电气连接才能运行,那么可以肯定的是,内部有某种电路板,有时非常小和薄。
随着多年来技术的进步,电路板的设计和开发也在不断进步,从而允许更小、更复杂的组件以及更薄、更笨重的电路板。这使得电路板维修过程特别棘手,因为有很多不同尺寸和设计的不同类型的电路板。您不能随便找任何人来维修、修改或再制造印刷电路板。至关重要的是,您要去找具有经验和必要设备的授权方来实现这一目标。
为什么印刷电路板会失效?
与任何随着时间的推移和长期使用而劣化的东西一样,印刷电路板可能会遇到各种问题。从影响电路板和电路导电性的走线损坏到导致电容器或二极管耗尽的组件故障,电路板上有许多争论点。
它有助于识别和理解一些常见的 PCB 问题,这样您就可以以相关方式处理问题。这也可以帮助没有直接电路板经验的人保持更好的状态。
1. 物理损伤
当涉及电路板的损坏时,这是更明显的选择。事实上,PCB 故障的常见原因都源于设备或其内部的物理损坏。这可以是与身体压力或冲击有关的任何事情。有问题的设备可能是从很远的地方掉落的。也许它是被另一个物体撞击或强行撞击的?还有一种可能是该设备出于某种原因被拆卸,并且直接损坏了电路板。
如何诊断和修复
只要不是完全失效的情况(电路板掉在地上并破碎或完全断裂),就可以通过再制造过程修复物理损坏。通常,这涉及熔化电路板的损坏部分或通过拆卸和重新组装进行修复。由于大多数物理损坏的性质,没有印刷电路板维修经验的人极不可能将其作为 DIY 项目完成。物理损坏的修复只能由训练有素且经验丰富的行业人员进行。在大多数情况下,它需要对电路板进行重塑、元件的重新焊接和导电走线的重新植球。
2. 组件故障
除了物理损坏外,有故障的组件是印刷电路板问题的另一个常见原因。事实上,如果没有物理损坏但设备无法运行或通电,您几乎可以保证它与连接到电路板的组件之一有关。
组件本身可以是从电容器到二极管或微处理器的任何东西。如果组件是问题所在,并且已死或无法工作,则可能需要完全更换它。但是,问题并不总是实际的组件。有时,由于老化、过热和电压骤降,走线电路可能已经恶化到不再导电的程度。也可能一个组件(或多个组件)已完全从主板上脱落,需要重新安装。
如何诊断和修复
您可能会问,当元件出现故障时,如何修复印刷电路板?同样,有缺陷部件的维修和再制造过程尽量留给行业人士。有电压工具和各种设备可用于测试电路板电路的导电性。它们还可用于辨别是否有电流流向组件,或者电路板的某个元件是否完全失效。很多时候,只需打开设备,您就可以看到出现故障的组件。它们的外壳可能看起来烧焦、破裂或破损,或者组件完全从电路板上脱落并松动。
随着多年来技术的进步,电路板的设计和开发也在不断进步,从而允许更小、更复杂的组件以及更薄、更笨重的电路板。这使得电路板维修过程特别棘手,因为有很多不同尺寸和设计的不同类型的电路板。您不能随便找任何人来维修、修改或再制造印刷电路板。至关重要的是,您要去找具有经验和必要设备的授权方来实现这一目标。
为什么印刷电路板会失效?
与任何随着时间的推移和长期使用而劣化的东西一样,印刷电路板可能会遇到各种问题。从影响电路板和电路导电性的走线损坏到导致电容器或二极管耗尽的组件故障,电路板上有许多争论点。
它有助于识别和理解一些常见的 PCB 问题,这样您就可以以相关方式处理问题。这也可以帮助没有直接电路板经验的人保持更好的状态。
1. 物理损伤
当涉及电路板的损坏时,这是更明显的选择。事实上,PCB 故障的常见原因都源于设备或其内部的物理损坏。这可以是与身体压力或冲击有关的任何事情。有问题的设备可能是从很远的地方掉落的。也许它是被另一个物体撞击或强行撞击的?还有一种可能是该设备出于某种原因被拆卸,并且直接损坏了电路板。
如何诊断和修复
只要不是完全失效的情况(电路板掉在地上并破碎或完全断裂),就可以通过再制造过程修复物理损坏。通常,这涉及熔化电路板的损坏部分或通过拆卸和重新组装进行修复。由于大多数物理损坏的性质,没有印刷电路板维修经验的人极不可能将其作为 DIY 项目完成。物理损坏的修复只能由训练有素且经验丰富的行业人员进行。在大多数情况下,它需要对电路板进行重塑、元件的重新焊接和导电走线的重新植球。
2. 组件故障
除了物理损坏外,有故障的组件是印刷电路板问题的另一个常见原因。事实上,如果没有物理损坏但设备无法运行或通电,您几乎可以保证它与连接到电路板的组件之一有关。
组件本身可以是从电容器到二极管或微处理器的任何东西。如果组件是问题所在,并且已死或无法工作,则可能需要完全更换它。但是,问题并不总是实际的组件。有时,由于老化、过热和电压骤降,走线电路可能已经恶化到不再导电的程度。也可能一个组件(或多个组件)已完全从主板上脱落,需要重新安装。
如何诊断和修复
您可能会问,当元件出现故障时,如何修复印刷电路板?同样,有缺陷部件的维修和再制造过程留给行业人士。有电压工具和各种设备可用于测试电路板电路的导电性。它们还可用于辨别是否有电流流向组件,或者电路板的某个元件是否完全失效。很多时候,只需打开设备,您就可以看到出现故障的组件。它们的外壳可能看起来烧焦、破裂或破损,或者组件完全从电路板上脱落并松动。
5. 电源故障
在大多数情况下,电源故障与组件故障非常相似,甚至可能是同一个故障。最终的问题源于董事会的全部或部分发生重大停电的事实。其中一个 PCB 组件可能暴露在比正常情况下更高的电压下,导致其受到热损伤并爆炸。或者也许有跟踪故障导致某处短路?无论如何,功率计都可用于测试每个单独的组件和电路板的一般导电性。
如何诊断和修复
所有维修团队都有一个功率计或电压表,可用于识别电路板及其组件的电气问题。电压工具实际上是诊断组件明显损坏之外的问题的为一方法。至于维修,该过程留给行业人员,但通常涉及重新安装或更换组件。
PCB 维修和再制造包括什么?
印刷电路板可以通过多种方式进行维修或保养,需要不同程度的技能。然而,在大多数情况下,与电子设备或设备内部有关的任何事情都需要工程和机械知识以及基本电路知识。对于市场上的一些大型设备,如果您不知道自己在做什么,您可能会严重受伤甚至致命伤害自己。
对于痕迹和导电通路,您可能需要涂覆、去除或更换必要的材料:无论是铜还是银。通常,这依赖于烙铁或热风枪等工具。
对于电路板的物理或可见损坏,需要修复基板。这可能包括熔化类似的材料以重塑或修改电路板,有时甚至可能需要完全拆卸。
对于导体和组件维修,焊接、拆焊、BGA 返工和精确定位的知识和技能都是必需的。如果您以前曾经使用过或握过烙铁,那么要保持稳定的手并均匀涂抹材料并不容易。您将需要丰富的烙铁和拆焊铁经验,以确保组件和零件正确安装在电路板上。
当然,行业人士需要遵循各种 IPC 和 ICO 标准,以确保使用适当的协议构建和维修电子设备和组件。如果您对这些标准不了解或了解不够,您以后可能会发现自己陷入困境。
确保您合作的任何电子制造服务或 EMS 都知道并遵循必要的程序。
如果您不知道,EMS 通常是一家电路板维修公司,设计、制造、测试、分销和维修电子元件和内部组件。他们通常为 OEM 或原始设备制造商提供组件和设备服务。OEM 是当初设计并拥有相关产品的公司。
整个过程称为电子合同制造或简称 ECM。
PCB 维修需要哪些材料?
正如预期的那样,大多数维修都需要与电路板的官方设计相同的材料——或改进的材料。它可能需要重新安装铜或银以修复痕量通路。PCB 基板通常由玻璃纤维或环氧树脂组成,铜箔粘合到导电层上。它们也可能由增强的酚醛树脂组成,这是一种更像纸的材料,比玻璃纤维更薄。
许多制造商或维修中心也使用黄金,尤其是在重新电镀或改进电路板的焊接段时。
比较好的服务和维修团队可以重新组装或修复损坏的电路板,使其接近其原始状态,以至于以前的版本和升级后的版本几乎没有区别。当然,这需要大量的技巧和经验,而这些技巧和经验是在经验丰富和专门的环境中找不到的。
研究和聘请专门维修服务的一个重要部分是确保他们拥有合适的 PCB 维修材料和工具来完成工作。一些服务维修团队在物业或现场没有所有东西,这可能会增加维修或重新组装零件所需的时间。他们等待才能收到必要的材料或工具。
众所周知,所使用的许多材料既不环保也不利于安全。我们还有很长的路要走,但有科学家和前沿团队正在研究可生物降解的 PCB,这些 PCB 在被丢弃后会自然分解。