原创 PCB电路板维修中的方法与技巧

PCB电路板维修中的方法与技巧

摘要：随着电子产品的快速发展，PCB电路板的维修也越来越普遍。本文提出了在PCB板电路维修中的一些技巧与方法。

　　引言

　　三坐标测量机是近三十年来广泛应用于机械制造、电子、汽车和航空航天等领域中的一种高效率新型精密测量仪器。它可以对工件的尺寸、形状及相互位置进行检测，完成对箱体、导轨、涡轮和叶片、缸体、凸轮、齿轮以及高精度微小零部件等空间型面的测量。测量机作为一种精密测量仪器， 其中的电控系统更是核心部分。如果其发生故障， 将导致整个机床的非正常运行。控制系统由于价格不菲， 因此当其发生故障时，为了讲求经济效益，节约成本，一般采用维修的方式。但是在发生以下几种情况时，需要更换新的PCB电路板：PCB电路板已到报废年限；PCB电路板被损坏的情况严重，无法修理；经过多次反复维修，不断出现问题的，说明PCB电路板存在不稳定因素，已经不适于在机床中继续使用的。本人从事PCB电路板的维修工作多年， 在工作中总结了一些维修的方法及技巧，介绍给大家，与大家共勉之。

　　1 观察法

　　当我们拿到一块待维修的PCB电路板时， 首先对它的外观进行仔细的观察。如果PCB电路板被烧过， 那么在给PCB电路板通电前， 一定要仔细检查电源电路是否正常， 在确保不会引起二次损伤后再通电。观察法是属于静态检查法的一种，在运用观察法时，一般遵循以下几个步骤。

　　第一步观察PCB电路板有没有被人为损坏， 这主要从以下几个方面来看：

　　① 看是否PCB电路板被摔过， 导致了板角发生变形，或是板上芯片被摔变形或摔坏的。

　　② 观察芯片的插座， 看是否由于没有专用工具，而被强制撬坏的。

　　③ 观察PCB电路板上的芯片，若是带插座的，首先观察芯片是否被插错， 这主要是防止操作者自己维修PCB电路板时将芯片的位置或方向插错。如果没有及时把错误改正，当给PCB电路板通电时，有可能会烧坏芯片，造成不必要的损失。

　　④ 如果PCB电路板上带有短接端子的，观察短接端子是否被插错。

　　PCB电路板的维修需要的是理论上的扎实功底，工作上的仔细认真，通过维修者的仔细观察，有时在这一步就能判断出发生问题的原因。

　　第二步观察PCB电路板上的元器件有没有被烧坏的。比如电阻、电容、二极管有没有发黑、变糊的情况。正常情况下，电阻即使被烧糊了，它的阻值也不会有变化，性能不会改变，不影响正常使用，这时需要使用万用表辅助测量。但是如果是电容、二极管被烧糊了，他们的性能就会发生改变，在电路中就不能发挥其应有的作用， 将会影响整个电路的正常运行，这时必须更换新的元器件。

　　第三步观察PCB电路板上的集成电路， 比如74 系列、CPU、协处理器、AD 等等芯片， 有没有鼓包、裂口、烧糊、发黑的情况。如果有这样的情况发生，基本可以确定芯片已经被烧坏，必须更换。

　　第四步观察PCB电路板上的走线有没有起皮、烧糊断路的情况。沉铜孔有没有脱离焊盘的。

　　第五步：观察PCB电路板上的保险（包括保险管和热敏电阻），看保险丝是否被熔断。有时由于保险丝太细，看不清楚，可以借助辅助工具-万用表来判断保险管是否损坏。

　　以上四种情况的发生， 大都是由于电路中电流过大造成的后果。但是具体是什么原因造成的电流过大， 就要具体问题具体分析。但查找问题的总体思路是首先要仔细分析PCB电路板的原理图， 然后根据所烧毁的元器件所在电路，查找它的上级电路，一步一步向上推导，再凭工作中积累的一些经验，分析最容易发生问题的地方，找出故障发生的原因。

　　2 静态测量法

　　对大部分的PCB电路板来说，通过前面的观察法，并不能发现问题。只要少部分的PCB电路板会因为一些特殊的原因发生物理变形，轻易的找出故障原因，大部分发生故障的PCB电路板，还是需要借助万用表，对PCB电路板上的一些主要元器件、关键点进行有序的测量，发现问题，解决问题。

　　在测量之前， 首先要判断电路是以模拟信号为主， 还是以数字信号为主。对于有原理图的PCB电路板来说，通过查看原理图就能判断。但是对于没有原理图的PCB电路板来说，一般通过以下两种方法判断：①观察PCB电路板上的元器件，看PCB电路板上是否有微处理器，不管是早期的80、51 系列，还是现在广泛应用的DSP,只要PCB电路板上出现这样的芯片，就说明板子上有总线结构，数字信号必将占有很大的一部分， 就可以把它当做数字板来处理。②对于没有微处理器的PCB电路板，观察板上元器件，看应用5V 电源的芯片多不多。如果5V 电源芯片很多，也可以把它当做数字电路来进行修理。对于数字电路和模拟电路的维修方式是不同的， 一般来说模拟电路维修起来更简单一些，可以一步一步的向前推导，找出问题。但是对于数字电路来说，由于电路都挂在总线上，没有明确的上下级关系。因此维修起来要更困难一些，下面只着重阐述数字电路的静态测量法，维修主要遵循以下几个步骤来进行。

　　第一步：使用万用表检查电源与地之间是否短路。

　　检查的方法是：找一个5V 电源供电的芯片，测量对角线上的两点（比如14 脚的芯片，则测量7 脚与14 脚。

　　16 脚的芯片，则测量8 脚与16 脚）。如果两点之间没有短路，说明电源工作大致正常。若发生短路现象，则需要通过排查法找到原因。

　　这些步骤只是电源维修的基本思路， 具体到特别复杂的PCB电路板还需要具体问题具体分析。

　　电源是电路的基础，只有电源工作正常，才能谈到后续电路的应用。因此电源的测量是非常重要的，同时也是特别容易被维修者忽略的一步。

　　第二步：使用万用表测量二极管，观察其工作是否正常。正常情况下，用电阻档测正负极，正相测量为几十到几百欧，反相为一千到几千欧。一般来说二极管发生损坏的情况，都是由于电路中的电流过大导致二极管被击穿。

　　第三步：使用万用表电阻档测量电容，看是否有短路、断路的情况，如果有，则说明这部分电路有问题。下一步就需要确定是元件本身有问题，还是跟它相连的电路有问题， 方法是将可疑元件的一脚焊下来，看元件是否有断路、断路情况。这样就可以一步确定问题所在。

　　第四步： 同样使用万用表对PCB电路板上的集成电路、三极管、电阻等进行测量，看其是否符合本身的逻辑性能。如果PCB电路板上包括总线结构的， 一般在总线上，都会有提拉电阻排。电阻排的测量，是非常重要的一步， 通过它的好坏可以初步检验挂在总线上的芯片的好坏。

　　通过观察法和静态测量法的检查之后， PCB电路板维修中出现的大部分问题可以被解决， 值得注意的一点是一定要确保电源的正常， 避免在下一步进行后造成对PCB电路板的二次损伤。

　　3 在线测量法

　　在线测量法一般应用在批量生产PCB电路板的厂家，生产厂商为了维修方便，一般会搭建一个比较通用的调试维修平台， 它可以方便的提供PCB电路板所需的电源以及一些必要的初始信号。在线测量法主要解决两个方面的问题。一是将上两个步骤中发现的问题细分， 最终锁定到出现问题的元器件。二是通过上面两步的检查，问题并没有得到解决的，需要通过在线测量找出故障原因。在线测量法主要通过以下几个步骤来进行。

　　第一步： 给PCB电路板通电， 在这步中需要注意的是，有些PCB电路板电源并不是单一的，可能需要5V,还会需要正负12V,24V 等等，不要把该加的电源漏加了。PCB电路板通电后，通过手摸PCB电路板上的元器件，看是否有发烫发热的元件， 重点检查74 系列芯片，如果元件有烫手的情况， 则说明此元件有可能已经损坏。更换元件后，检查PCB电路板故障是否已解决。

　　第二步：用示波器测量PCB电路板上的门电路，观察其是否符合逻辑关系。若输出不符合逻辑， 需要分两种情况分别对待，一种是输出应该是低电平的，实际测量为高电平，可以直接判断芯片损坏；另一种是输出应该是高电平的，实际测量为低的，并不能就此判定芯片已经损坏， 还需要将芯片与后面的电路断开，再次测量，观察逻辑是否合理，判定芯片的好坏。

　　第三步：用示波器测量数字电路里的晶振，看其是否有输出。若无输出， 则需要将与晶振相连的芯片尽可能都摘掉后再进行测量。若还无输出， 则初步判定晶振已经损坏；若有输出，需要将摘掉的芯片一片一片装回去，装一片测一片，找出故障所在。

　　第四步： 带总线结构的数字电路， 一般包括数字、地址、控制总线三路。用示波器测量三路总线，对比原理图，观察信号是否正常，找出问题。

　　在线测量法主要用于两块好坏PCB电路板的对比，通过对比，发现问题，解决问题。从而完成PCB电路板的维修。

　　本文从观察法、静态测量法及动态测量三个方面，循序渐进的阐述了PCB电路板维修中的一些方法、技巧。随着现代技术发展越来越成熟，各种新型仪器、设备不断涌现，检测手段也层出不穷，原始的检测设备、方法越来越不被重视。但是对一个从事电子工程的人员来说，依赖简单的检测工具，如万用表、示波器等进行测量、检修，仍然是一个电子工程师必备的技能。