Каковы некоторые эффективные методы диагностики активного короткого замыкания? Под этим я подразумеваю короткое замыкание, которое проявляется только после включения печатной платы.

ТЛ; др

У меня есть дизайн в стадии прототипа. 17 из моих 20 досок работают отлично. Остальные 3 имеют короткое замыкание на шине 3.3 В. Это отображается только после включения платы. После удаления большинства компонентов на шине, я отследил его до Ethernet PHY. Если я снимаю микросхему, мой рельс становится твердым при 3,3 В. Когда я снова включил его (также попробовал 2 новые микросхемы), мой рельс снова перегружен, и он выпадает.

Я тщательно осмотрел и исследовал доску на наличие шорт, но не могу ее найти. Я снял почти все, что было с микросхемой (кристалл, последовательные резисторы, ферритовые шарики и т. Д.), Но все еще получаю такое же поведение. Я также пытался удерживать чип в перезагрузке, но это не помогает. Я поднял отдельные контакты на микросхеме (VDDIO), и это исправило это, но не предлагает реальной диагностики. Я начинаю задаваться вопросом, есть ли проблема с фабрикой PCB, но не полностью уверен, как это вызвало бы это. Они утверждают, что делают 100% E-тест. Любой совет будет оценен!

Хотя я желаю вам удачи в работе с тепловизионной камерой, на самом деле я ожидаю, что камера покажет вам микросхему, на которую влияет короткое замыкание (Ethernet PHY?), А не само короткое замыкание. Вам бы очень повезло, потому что фактическое неисправное место имело более высокое сопротивление, чем внутренняя часть IC.

Если вы ничего не нашли с камерой, я бы тогда проверил непрерывность на шину GND / 3.3V на любом из выводов IC, которые на самом деле не подключены к GND / 3.3V. Сделайте это с проверенным диодом, так как прямое смещение достаточно близко к короткому замыканию.

Если получится отрицательное значение, я бы запитал печатную плату со снятой микросхемой и проверил напряжение на всех выводах (в идеале, сигнал при включении питания, но это может быть утомительно для большого количества выводов). Любое напряжение за пределами диапазона 0 ... VCC может привести к защелкиванию микросхемы, что обычно выглядит как короткое замыкание.

Наконец, я бы проверил, можно ли активно управлять всеми пэдами, соответствующими выходным контактам. Это можно сделать, соединив оптический прицел и генератор сигналов, выводя прямоугольную волну 0-3,3 В (чтобы вы увидели прямоугольную волну на оптическом прицеле), а затем подключив пробник к контактным площадкам. Исчезающая прямоугольная волна будет означать, что что-то еще пытается привести в движение подушку, которой также захочет управлять IC. Это может быть оправдано для выводов с открытым стоком и бидиром, но не для чистых выходов.

Это не всегда работает, но иногда вы можете отследить короткое замыкание с помощью тепловой камеры ... конечно, для этого вам нужна тепловая камера.

Просто включите плату и внимательно посмотрите через тепловизор, чтобы увидеть, действительно ли одна область платы сильно нагревается, это может помочь вам по крайней мере сузить область.

Или вы можете использовать технику «Тепловая камера Луи Россманна без тепловой камеры» - накройте плату IPA, пропустите питание через короткое замыкание - закороченная вещь нагревается, и спирт очень быстро испарится. Это делает действительно очевидным, что закорочено. Смотрите демонстрацию здесь: https://youtu.be/gRV0cmIj5Ks?t=236 - да, это довольно плохой пример, потому что в этом случае он находит короткое замыкание с тепловой камерой, но обычно он использует спиртовой метод, и это прекрасно работает.

Если вы не можете подать достаточный ток в рельсы, чтобы он был виден как тепло, вы можете попробовать использовать чувствительный измеритель напряжения.

Установите измеритель в диапазоне микровольт (мкВ), коснитесь одного датчика тем местом, откуда идет ток, а другим датчиком - тем местом, где вы подозреваете, что он может идти. Чем больше ток проходит по этому маршруту, тем большую разницу показывает метр.

Моя обычная техника - всегда держать один датчик на разъеме питания или выходном контакте регулятора напряжения и перемещать другой датчик, пока я не найду наибольшую разницу. Эта точка затем ближе всего к короткому замыканию.

Следы PCB имеют сопротивление около 1 миллиом на миллиметр, в зависимости от ширины хода (вы можете проверить с помощью калькулятора ). Таким образом, если возникает короткое замыкание, например, 100 мА, вы должны увидеть разницу в 1 мВ на каждые 10 миллиметров.

Вы также можете попытаться сделать это со стороны GND, что может помочь, если короткое замыкание происходит от вывода вывода IC на землю. Но если у платы хорошая плоскость GND, вы, вероятно, не увидите напряжения с малыми токами.

Хорошие варианты уже упоминались, но я бы добавил это. Отказ от ответственности : это больше подходит для шорт на трассе сигнала.

Застрял узел трассировщик

Искусство Электроники, стр. 276, обсуждается «индикатор залипания узла» - чувствительный микровольтметр, который вы используете при включении цепи и может указать вам, где находится короткое замыкание. Вы держите один из датчиков в фиксированном месте (например, рейку 3V3), а другой перемещаете вдоль следов печатной платы. Трассы, которые несут короткое замыкание, показывают измеримое падение напряжения, поэтому чем ближе к короткому замыканию, тем больше будет показание вольтметра.

Я никогда не создавал это, но это выглядит разумно (и Тони Э. также упоминает об этом). Но это действительно более полезно, когда следы печатной платы тонкие.

Исправление короткого

В случае, когда короткое замыкание находится внутри IC, обычно это неисправный IC, и я просто изменил бы его. Возможно, он был убит ОУР или каким-то другим способом.

Если она находится на печатной плате (а у вас не было электрических испытаний), мне нравится ее исправлять, помещая большой суперкап (2kF @ 2,7 В) на короткое замыкание, чтобы испарить маленькие усы, которые его вызвали. Когда-то у нас была партия печатных плат, изобилующая такими проблемами (из-за плохого преобразования в герберы, что делало их несовместимыми с DRC фабрики). Мы исправили кучу досок, у которых были такие усы, это было очень весело (хотя и вонючий) опыт :)

Если ваша электроника не погибнет от 2,7 В, вы можете использовать этот метод и на заполненной плате. Просто будьте осторожны с полярностью, иначе везде будет дым :)