电路板的故障诊断与维修策略

电路板的故障诊断与维修策略

刘正 

金陵机械制造总厂

摘要：电路板对于现代化电子机械设备来说是不可或缺的配件，它作为电子设备的主要部件具有迷你化、直观化的特点，能够被批量生产提高电子设备产量，因此在电子设备和机械设备使用非常广泛的情况下，如何对电路板的日常故障进行快速诊断与维修，是当前电路板生产者和从业者的主要研究方向。

关键词：电路板；故障诊断；维修；策略

随着各个行业机械化和智能化的发展程度不断加强，各类电子、机械以及智能设备等产品的升级换代，电路板中的管线结构越来越复杂，由于电路板的功能不断增加，发生故障后诊断的难度也逐渐变大，因此如何快速对电路板故障问题进行诊断，并针对分析结果制定出对应维修方案，做到快速发现问题、快速处理问题是目前需要重点研究的内容。

1.电子设备中电路板的作用

在电子机械设备中使用高度集成的电路板，能够避免生产电子机械产品时出现人工操作错误的情况，通过生产线自动化对电路板进行插装、焊接和质量抽检，能够提升电子整机产品的可靠性和质量，并缩短了生产时间。目前电路板主要有陶瓷电路板、氧化铝陶瓷电路板、氮化铝陶瓷电路板、线路板、PCB板以及印刷电路板等，这些类型的电路板是通过绝缘基材与导体材料进行组合，对电子设备的不同区域进行互联作用，相当于整个产品元器件的固件，具有连通电流、信号的作用。其中使用的最为广泛的是印制电路板，它已经逐渐成为电器、数码、机械等现代化产品的重要组成部分[1]。

2.电路板故障诊断方法

2.1测量法

电路板出现故障现象时，在检查设备外观，简单确认其他部件没有问题后，会使用万用表对电路板的电压参数进行输入和输出的测试，确定测试数据是不是在正常值范围内，如果是异常就通过电压数值对应故障表确定问题发生的原因。这个方法相对来说比较简单，用时较短，能够初步排查是否为电路板故障，并且对应异常数值能够找到问题原因。采用测量分析法就需要维修人员能够熟悉产品生产厂家提供的设备维护资料，并能够记录设备初始状态时的相关数值，以此作为后续电路板故障的诊断参照内容。使用该方法需要特别注意进行电压测量时使用产品对应的电压环境，避免对电路板造成二次损害，并优先判定设备异常是否由电路板故障导致，这样才能在第一时间锁定故障排查的方向。

2.2排除法

使用排出分析法对电路板的故障进行诊断，需要维修人员有较为丰富的维修经验和电子元器件专业知识，该故障诊断原理是需要维修人员了解电路板主要故障的表现情况以及对应的排除操作方法。比如电路板复位上电后无法工作，有可能是它某个元器件虚焊了，因为接触不良导致电路无法正常连通；使用万用表或者示波器对电路板电源进行检测时，发现其电源无法保持恒压状态，那就是电路板的电源电路出现故障；使用排除法的关键点就在于要对出现该故障的原因进行逐一测试诊断，发现真正故障的因素，如果通过排除法无法发现电路板的故障原因，就有可能是电路模块的相关功能出现问题，需要对关联元器件进行逐一排查，如电机驱动电路、通信电路、按键开关电路等[2]。

2.3替换法

当电路板的元器件无法通过测量法和排除法进行诊断时，可以替换疑似故障的元件，然后开启电子设备，判断故障是否依旧存在，如果故障消失则很大原因就是原有的元器件出现了问题。使用替换法的基本要求是一定要使用参数相同或者规格更高的同类型元器件进行替换，如当前诊断环境无法满足，需要对电路板的整体电路结构进行分析，确保使用降级的参数元件不会对其他部位产生影响。同时进行元器件替换时要考虑故障诊断的成本，如果故障的部位维修价值不大，则可以通过替换掉原有的整块电路板进行诊断。将疑似故障的元器件或者电路板替换下来后，可以将其装到正常运转的机器及设备上，查看设备运行状况，最后对诊断结果进行复盘，这样才能明确知道原有设备故障问题是否已经解决。

2.4仪器法

目前有专门的在线电路维修测试仪和电路维修测试仪这类通用性电路板故障的检查设备，当没有专业人士对电路板进行故障诊断时，可以使用仪器进行故障分析，它可以高效的对电路板上所有集成的元器件进行逐一检查，不再局限于复杂的电路原理进行故障分析，而是直接将电路板故障因素锁定在集成IC、分立元件以及电路节点上。在进行仪器法诊断时，需用计算机进行辅助操作，要将电路板故障检测仪连接到计算机上，并安装对应的测试软件，通过操作软件对脱机的待测电路板进行故障诊断。同时电路板故障检测仪不但能够采用集成IC功能测试和VI曲线测试，还可以对电路板上的集成元器件进行专项故障诊断，比如光耦合器、电容、晶体管等元器件专项测试，还能够对部分元器件进行参数测试，随着测试产品的更新换代，其功能越来越强大，可以结合多种测试仪器对设备上的电路板进行综合检测。电路板故障检测仪的广泛使用，对航空航天、通信医疗、铁路造船等各个行业故障诊断技术带来了非常大的便利，并且有着无法被其他传统检测工具替代的唯一性[3]。

3.

电路板的常见维修方法

在对出现故障的电路板通过各项方式进行检测后，锁定了故障原因和故障位置，就可以有针对性的对电路板进行维修。有清晰的维修目的和准确的故障位置，电路板的维修过程就显得较为简单和快速，目前电路板维修主要是两种方式：（1）对出现故障的电路板或元器件进行直接更换，用同型号或者参数等级更高的产品作为替代[4]；（2）如果元器件或者电路板可以通过其他方式缓解故障现象，可以优先使用清洁除锈的方法，将运行环境较差的设备中电路板进行拆除，然后使用专业工具对附着在它上面的灰尘、颗粒状杂质等异物进行清除，将电路板的所有元器件表面暴露出来，避免因为杂质覆盖导致元器件出现无法散热或者散热功能下降的现象，同时电路板上的杂质还会造成电路板短路，因此定期对电路板主要元器件进行清理除锈工作是非常重要并且行之有效的维修方式；其次可以对肉眼可见的损坏部位进行更换，如通过电路板元器件的颜色、形状、大小等方面判断其状态是否正常，一般情况下电路板元器件如果是因为短路、电压过大等原因出现故障，元器件会变黑、鼓胀，发现这类现象时，直接对相关部位进行更换即可；如果通过故障诊断后，发现电路板是因为焊点虚焊、脱焊等原因造成的接触不良，则可以通过二次焊接或者在原焊点上进行加焊操作，节约维修成本，提高维修效率[5]。但是当电路板的使用年限较久无法修复时，或者多次维修后问题依旧重复出现，就没必要为了节约维修成本而进行清洁、加焊或替换元器件等操作，可以直接更换新的部件。

结束语：

我国各行各业不断向自动化、智能化进行发展，电子设备的使用越来越广泛，直接推动了电路板产业链的发展壮大，在用户群体非常大、市场前景较好的情况下，就需要对电路板故障诊断和维修的技术进行优化，确保电子设备的使用状态不会因为电路板故障问题产生影响。且电路板因为集成了较多电子元器件，造价较高，为了节约使用成本，大部分使用者也会优先考虑对电路板进行维修，因此相关从业人员一定要提高自身专业水平和维修技术，电路板元器件生产厂家也要多开发相应配件，促进电路板产业不断发展。

参考文献：

[1]吴言凤,张娜,刘明. 某艇经航调节器检测电路板故障维修分析[J]. 中国修船,2021,34(02):4-5+9.

[2]李戈,王式剖,杨博文,周荣明. 西门子移动式C型臂X光机故障诊断与处理分析[J]. 中国医疗器械信息,2021,27(06):168-170.

[3]宋中建,周章勇,唐荣. 红外热像仪在电路板故障诊断中的应用[J]. 安徽科技,2020,(07):48-49.

[4]周兆松. 电气控制系统故障分析诊断及维修方法探讨[J]. 中国设备工程,2018,(09):43-44.

[5]郝央纪,刘相如,龙珊. 一种专用的野战程控电话交换机故障诊断仪表[J]. 中国新通信,2018,20(04):38.