Нахождение неисправного чипа, который потребляет слишком много тока

Обратите внимание, что это теоретический вопрос - я не могу показать никакой схемы. Я покажу некоторую схему, но это будет очень упрощенная версия реальной схемы, только для целей иллюстрации.

Предположим, у меня есть преобразователь напряжения, который принимает в качестве входного сигнала мое основное напряжение (от источника питания) и выводит определенное напряжение, например 1,8 В. Это будет выглядеть примерно так:

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

При подключении моей цепи к PS я замечаю, что он потребляет слишком много тока (PS показывает это).

Поскольку в моей схеме несколько преобразователей напряжения (здесь не показаны), я проверяю сопротивление между каждым выходом каждого преобразователя на землю. Я вижу, что сопротивление между 1,8 В и землей составляет почти 0 Ом. Теперь я знаю, что неисправность происходит либо в преобразователе напряжения, либо в одном (или нескольких) других компонентах, потребляющих энергию от этого 1,8 В.

Я отпаиваю резистор, показанный на рисунке, чтобы отключить преобразователь от других компонентов, и вижу, что преобразователь в порядке, но проверка сопротивления от точки, подключенной ко всем этим компонентам, все еще показывает 0 Ом.

Мой вопрос - как бы вы проверили, какой компонент является неисправным, не распаивая каждый подозрительный компонент? Как видно на рисунке, источник питания 1,8 В подключен напрямую к компонентам без резистора / борта.

Ради этого вопроса предположим, что у меня есть доступ к любому необходимому оборудованию (независимо от того, насколько оно дорого). Я бы не хотел, чтобы решения были ограничены из-за доступности оборудования.

Спасибо!

Тепловизор является очень полезным в этой ситуации. Они не очень дорогие в наши дни. Если у вас его нет, датчик можно заменить голым пальцем.

ДОПОЛНЕНИЕ: Существуют также термохромные краски для разных температурных диапазонов, которые можно использовать для определения горячих точек.

Вы можете использовать текущий датчик PCB. Поиск показал следующее.

Рисунок 1. Датчик тока TTi .

Головка зонда удерживается на исследуемой трассе печатной платы, а выход может контролироваться на осциллографе и, предположительно, в случае постоянного тока на мультиметре.

Рисунок 2. Головка зонда.

Я никогда не слышал о «магнитометре Fluxgate» раньше, и я сомневаюсь, что они выдают слишком много деталей. Старая добрая Википедия говорит следующее:

Магнитометр с флюксгейтом состоит из небольшого магниточувствительного сердечника, обмотанного двумя витками провода. Переменный электрический ток пропускается через одну катушку, приводя сердечник в переменный цикл магнитного насыщения; то есть намагниченный, немагнитный, обратно намагниченный, немагнитный, намагниченный и так далее. Это постоянно меняющееся поле индуцирует электрический ток во второй катушке, и этот выходной ток измеряется детектором. На магнитно нейтральном фоне входные и выходные токи совпадают. Однако, когда ядро ​​подвергается воздействию фонового поля, оно легче насыщается в соответствии с этим полем и менее легко насыщается в противоположность ему. Следовательно, переменное магнитное поле и индуцированный выходной ток не соответствуют входному току. Степень, в которой это происходит, зависит от силы фонового магнитного поля. Часто ток в выходной катушке интегрируется, давая выходное аналоговое напряжение, пропорциональное магнитному полю. Источник:Магнитометр .

Предполагая, что источник питания выдает большой ток (например, сотни мА), вы можете следить за градиентом напряжения источника, используя вольтметр в его наиболее чувствительном диапазоне. Когда вы находите минимумы в сети (или плоскости), вы находите раковину (Vcc) или максимумы в наземной сети.

Вид ручной реализации алгоритма оптимизации наискорейшего спуска.

Гетто ФЛИР:

Сбрызните на доску жидкость с низкой температурой кипения (например, очиститель флюса). Посмотрите, где это кипит.

https://www.youtube.com/watch?v=t5fICjcaJ3E#t=13m19

Самый быстрый и дешевый способ учиться на Youtube.

Включите вашу доску и налейте немного алкоголя. Посмотрите, какая область высыхает первой.

Ссылка на YouTube: https://www.youtube.com/user/rossmanngroup

Для этого есть спрей.

Google "Cold Spray Electronics", и вы найдете много хитов, как этот

Распылить материал и посмотреть, куда он исчезнет быстрее всего. В этом и состоит точка, генерирующая тепло, поэтому он потребляет слишком много тока.

Этот материал имеет другие способы устранения неполадок - должен быть стандартным в любой хорошо оснащенной лаборатории электроники.

Я нашел видео на YouTube, где демонстрируется этот метод. Это довольно медленное движение, но оно дает представление о том, что короткое замыкание находится примерно через 4 минуты. Кстати, они использовали распылительный спрей с банкой, перевернутой вверх дном - даже проще, чем покупать замораживающий спрей.

Таким образом, у вас есть рельсы, сильно закороченные на землю. По моему опыту это обычно проблема пайки.

Моя техника состоит в том, чтобы подключить рельсы к блоку питания. Установите предел напряжения при нормальном рабочем напряжении шины и предел тока примерно до 1 ампер. Ток - это что-то вроде компромисса, он слишком мал, и падение напряжения будет трудно измерить, слишком велико, и вы рискуете сгореть. 1 усилитель кажется разумным компромиссом для большинства плат.

Затем я использую мультиметр в чувствительном диапазоне напряжения, чтобы проследить поток тока вокруг платы.

Вы специально не упомянули, что можете исключить следы или видимые точки пайки. Поэтому первое, что я хотел бы сделать, это взять микроскоп и проверить следы (особенно на самодельных досках) и точки пайки для шортов.

Я нашел много шорт для припоя (потому что я явно плохо умею паять), а также много медных шорт между следами на самодельных платах.

Этот метод не займет много времени, но не поможет вам найти все возможные неисправности.

Поскольку вы упомянули цену, это не проблема, я бы сказал, что это еще один достойный метод:

В качестве другого настоящего высокотехнологичного решения вы можете использовать рентгеновский аппарат. При этом у вас даже есть возможность увидеть шорты под чипами, что особенно полезно с чипами BGA.

Так что это будет выглядеть примерно так:

Автор: X-Ray_Circuit_Board_Zoom.jpg: Секретно-производная работа: Эмди (X-Ray_Circuit_Board_Zoom.jpg) [ CC BY-SA 3.0 или GFDL ], через Wikimedia Commons

Рентгеновские снимки могут иногда вводить в заблуждение, но вы привыкли интерпретировать то, что видите, так же, как и доктор.

Если машины это поддерживают, вы также можете смотреть под разными углами и делать полное 3D-сканирование, что довольно впечатляюще, но часто не нужно.

И, будучи рентгеновским, у вас есть немало документов, прежде чем вы все настроите.

Другой метод, который связан с методом падения напряжения, мог бы использовать Миллиметр и измерять все узлы Vcc to GND около микросхем.

В то время как ваш нормальный измеритель может показывать 0 Ом, Миллиомметр может показывать значение, наиболее интересным будет узел с наименьшим сопротивлением.

Поместите немного термочувствительной бумаги (например, из квитанции о покупке) на схему. Вот видео с Youtube.

Включите Подождите. Проверьте на обесцвечивание. Конечно, действительно сильное короткое замыкание имеет нулевое напряжение и не будет выделять значительный нагрев. Но большинство неисправных цепей с большим током потребляют сопротивление, достаточное для того, чтобы его можно было отслеживать с помощью тепла, кроме как только на регуляторе напряжения.

Подайте прямоугольную волну и прицельтесь (крошечные - очевидно) звоны на ведомом конце, а затем «пройдитесь» землей прицела (и, конечно, зондом) вдоль каждого пути (к каждой IC). Звон будет уменьшаться до тех пор, пока вы не достигнете самого короткого замыкания (с возвратом заземления прицела и наконечником зонда с каждой стороны).

Ваша проблема - результат неправильного управления со стороны создателей печатной платы: им не удалось создать тестируемый объект. Это распространенная проблема в автоматическом тестировании.

Ответы, приведенные выше с использованием тепловидения или каким-либо другим способом поиска горячей фишки, - ваш лучший выбор. Тем не менее, обратите внимание, что если микросхема имеет абсолютное короткое замыкание, она не будет рассеивать какую-либо мощность и будет выглядеть прохладной, потому что ВСЕ мощность нагревает внутреннее сопротивление источника питания. В этом случае токовый пробник, показанный в предыдущем ответе, может работать ... если следы вашей печатной платы достаточно велики и расположены достаточно далеко, чтобы изолировать их магнитные поля.

Увы, если у вас есть современная печатная плата с 17 слоями и супер крошечные чипы SMT, вам, вероятно, не повезло. Анализ логистической поддержки обычно определяет такие устройства как одноразовые.

Добро пожаловать в мир ATE.

Это всего лишь мысленный эксперимент.

Использование источника тока, пульсирующего с частотой примерно 1 кГц, прямоугольная волна постоянного тока при времени нарастания или спада примерно 0,9 мкс: Это будет слышно в начале диапазона частот стандартного AM-приемника. Узел заземления на пути разлома должен быть максимально различим. Вы можете настроить длину антенны для настройки чувствительности.

Я понял идею, увидев этот ответ о EMC: /electronics//a/30684/62403

Техники, основанные на обнаружении рассеянного тепла, будут иметь ограниченное применение, когда у вас есть пакеты bga. Пакет скроет короткий. 10-миллиметровый след хорош для приблизительно 1/2 ампера. Поднимитесь до 1 ампер, и вы рискуете слить след (не обязательно след силы, но на что он замкнут?). Я бы припаял чипы по одному, пока короткое замыкание не будет устранено или станет очевидным.

Другим вариантом является измерение (без подачи питания) кОм на каждой микросхеме между V ++ и GND. Предполагая, что есть короткое замыкание, Ом будет ниже, чем остальные. Я использовал эту технику раньше, чтобы изолировать, но я не признаюсь, что на печатной плате. Тем не менее, это еще один доступный вариант. С помощью этих цифровых измерителей вы можете точно измерить Ом. А где омы самые низкие, там и короткие.