電路板芯片級深度維修方法探索

郭君霞

摘 要：電子設備進入產品衰退期后，通常會面臨設備已出質保期，故障率高，備件停產，價格飛漲，采購周期長的問題，開展電路板芯片級自主深度維修，可以幫助企業解決備件周轉速度慢的難題。文章介紹了無圖電路板深度維修的基本思路和常用方法，分析歸納了電路板維修人員所需的基本操作技能、基本常識，以及企業需要配備的工具和儀表，為開展電路板自主深度維修的企業提供參考。

關鍵詞：電路板；芯片級；維修；方法

電子產品的生命周期包括四個階段，介紹期、成長期、成熟期、衰退期。通常情況下，為了滿足安全可靠性地要求，企業傾向于購入處在成熟期的電子產品，但是，隨著設備更新換代的速度越來越快，電子產品進入衰退期的節奏也越來越快，因此，電子產品的最終用戶不得不提前研究電子設備在產品衰退期面臨問題的對策。

圖1 產品生命周期

1 電子設備在產品衰退期面臨的問題

面對處于市場衰退期的電子產品，由于利潤空間縮小，大部分供應商將采用升級、停產等策略應對。對于電子設備用戶來說，電子設備進入產品衰退期后，各種問題卻紛紛接踵而至。設備老化，故障頻發，設備出質保期，返廠維修服務遲滯，因廠家停產，備件采購成本居高不下，采購周期長，甚至采購不到。如果淘汰全套舊設備，使用升級后的新設備，則需要投入更多的資本。

在這種尷尬境況下，企業必須廣開渠道，找尋對策.企業從單純地依靠設備生產廠商的方式，轉向找社會上的無圖電路板維修公司維修電路板，就是一種有意義的嘗試.與直接向供貨商采購備件或更新換代新設備相比，企業已經可以大大節約成本，但是就維修響應速度、設備維護的可持續發展等更為深遠的角度考慮，社會維修還是遠不及企業自主開展深度維修更為直接。

2 無圖電路板深度維修的思路和方法

無圖電路板維修，指非設備生產廠商對電路板的維修，由于沒有詳細電路原理圖，維修工作就多了一步通過電子元件的互連關系推測電路工作原理及功能，歸納各類元器件的正常工作狀態。在此基礎上再綜合故障現象信息，確診電路板的故障后制定解決方案。電路板維修與醫生給病人看病類似，望、聞、問、切，收集必要的信息，通過必要的工具、儀表診斷病情，根據疾病的產生、發展及消亡原理及病人自身的體質特點，制定合適的治療方案，臨床跟蹤治療效果。

電路板故障，根據其故障現象初步可分為；局部功能喪失的，輸入輸出端口故障的，參數漂移的。針對不同類型的故障，采用不同的維修方法。局部功能喪失的可以通過分析電路板上的電子元件各自起到的作用，測量與已經喪失的功能相關的電子元件是否故障作為切入點來排查。輸入輸出端口故障的，重點放在輸入輸出級，一般有較明顯的短路或斷路現象。

參數漂移性的故障最為復雜，不僅需要融會貫通的通曉電路板原理，還要準確把握個元器件的工作參數，綜合分析，反復測試才能定位故障點。簡單說來，電路板維修主要有兩個步驟，電路板故障定位和故障電子元件替換、測試。

2.1 電路板故障點定位方法

電路板故障點定位可以從電路板原理著手，查找元器件數據手冊，根據各元器件的連接關系，判斷其在電路中所起的作用，畫出電路板的功能框圖，包括輸入輸出，主要功能模塊等。收集電路板正常和故障時的現象，分析定位故障點。

同時，電路板故障點定位也可從故障概率高的電子元件著手。電路板上元器件在過熱、過壓、過流后，容易導致元器件的熱損壞，具體體現在元器件外觀的炸裂，出現小孔，或出些熱斑，或電路板上附著的銅線周圍基板變色。凡是有類似的現象，一般就以故障元器件為中心，檢查周圍相關元器件是否失效。

電子元件在使用過程中，故障發生概率有一定的規律，以下是通過歸納總結，得出的電子元件故障發生概率排行。

另外，電路板維修時，在初步理清電路板的結構原理并排除了短路、斷路點后，可通電試驗，通過模擬現場使用時的電壓、電流輸入及邏輯條件，分析各元器件的工作狀態，協助故障點的快速定位。

2.2 故障元器件測試、替換的方法

電阻、電容、晶振、二極管、三極管、場效應管、可控硅等分立元器件，根據其自身特性，如阻性、容性、PN結單向導電性，用萬用表測量在線測量即可，對于個別有疑問的電子元器件，可從電路板上拆下來，離線測量。略微特殊一些的，如光電耦合器，光敏、熱敏、濕敏電阻等如果在線測量有疑點，可以拆下來，結合實驗面包板搭建簡單的測試電路，詳細測試。

萬用表是維修中必不可少的工具，在測量模擬器件方面功不可沒。但是當測量數字器件時，如總線器件的總線爭用問題，計數器、觸發器器件的時序問題，在線檢測儀、邏輯分析儀、數字示波器則更得心應手。另外，在故障點路板維修時，如果有一塊好板用來作為參考比較，常常能起到事半功倍的效果。

找出故障器件后就要進行修復。在拆除故障器件時應注意焊接時間，因為烙鐵頭與焊盤的接觸時間過長會導致焊盤脫落。吸錫時一定要吸干凈，否則拔除器件時會將焊盤和過孔中的銅箔帶脫，更會使多層電路板上的過孔與中間層銅軌的連接斷裂。在安裝新器件時同樣要注意焊接時間：時間短會造成虛焊，時間過長就有可能損壞更換的芯片，產生新的問題。更換DIP封裝的器件時應盡量在電路板上加置插座。注意焊點之間不要有錫絲粘連，尤其是在焊接表面貼裝的器件時。有時，可能找不到相同型號的器件進行更換，就要以功能與之相同的其它器件來替代，即要保證替代器件引腳的兼容性，同時也要保證器件電氣特性的一致。例如，不能將TTL和CMOS器件相互代用。必要時，還可對破損的電路做些改動，但必須是在保證實現功能的前提下進行。器件更換完畢后，應對所有焊點進行清理，清除電路板上附著的錫渣。對某些可調器件應在其值調定后點膠固定。修復后的電路板還要進行復測，確認無其它問題后可上機測試。

3 維修人員和工具儀表配置

無圖電路板維修要求維修人員具備基礎電路知識，基本的維修思路和基本維修技能。其中基礎知識包括模擬電路、數字電路、元器件封裝規格、電路板布線原則等，基本思路包括電路板實物電路板反原理圖的方法和故障電路板元件維修原則等。基本維修技能包括元器件識別，以及直插或貼片元件拆焊、焊接等。

無圖電路板維修需要企業配置一定的工具、儀器儀表。萬用表、電烙鐵、熱風拆焊臺、吸錫泵以及給類鑷子、改錐套裝等是發展初期必須配置的，示波器、邏輯分析儀、在線測試儀是發展中后期需要添置的重要儀表。

企業開展無圖電路板芯片級自主深度維修工作，在配置合適的人員和儀表工具后，可以以最快的速度修復故障備件，能夠緩解企業的設備備件采購困難問題，能夠為企業節約維修成本；同時，通過深入分析，可以將電路板故障點和故障原因如實反饋到日常的設備維護中，通過預防和加強養護的方法，間接降低設備故障率，提升企業對于設備的維護駕馭能力；另外，深度維修發展到中后期，甚至還能對外承攬維修業務，為企業創收。綜上所述，開展無圖電路板深度維修工作是一件意義深遠的大事，值得企業深入研究并著力培育和投入。

參考文獻

[1]王緯.感悟設計-電子設計的經驗和哲理[M].北京：北京航空航天大學出版社，2009.

[2]博爾通.無圖紙維修電路板的必要條件[J].制作技術及機床，2002（10）.

[3]在線測試儀在電路板維修中的應用[J].儀表技術，2005.

[4]趙列遠，劉衛紅.地鐵設備全生命周期管理系統功能探討[J].中國建設信息，2011.

[5]郝俊斌.淺談設備的全生命周期管理[J].煤炭工程，2008.