Найти короткое замыкание на плате

Эта запись находится в рубриках: "Полезный опыт и Справочные материалы". Вы можете комментировать здесь либо в любимой социальной сети.

Сегодня наткнулся на весьма практичный способ нахождения короткого замыкания на материнской плате. Но об этом в видео внизу публикации. А пока поговорим немного о другом способе, но тоже довольно действенном.

К слову, описанный способ является свободным повествованием Чиповода, радиолюбителя, недавно ведшего личный блог. У новичков …, да что греха таить, даже у матёрых радиолюбителей поиск короткого замыкания на плате из нескольких сотен радиодеталей, порой, вызывает ступор. Да, поиск КЗ - неблагодарное, скучное дело. Но, всё же, как бы нам ни хотелось, короткие замыкания случаются, и искать их нужно.

Принесли мне несколько свежесобранных плат из монтажного отдела. Платы надо было запустить и проверить в работе. Мне всегда очень нравилась фраза из журнала «Радио», которой оканчивалось описание большинства конструкций: «Правильно собранное устройство из исправных деталей работает сразу и в настройке не нуждается!». Я тоже решил придерживаться такого правила - это здорово, когда из 10 собранных плат все 10 оказываются рабочими. Однако в этот раз получился затык.

После прошивки три платы из четырёх заработали сразу без проблем, порадовав меня исполнением девиза, а вот с 4-ой платой вышла накладка. При включении питания сработала защита по току, блок питания отключился. Оказалось, что плата имеет короткое замыкание на землю по питанию. Это меня расдосадовало.

Плата размером примерно 150 x 100 мм, порядка 400 компонентов на ней, несколько BGA микросхем. Монтаж плат у нас ручной (кроме BGA, конечно). Платы наши в монтажном отделе проходят визуальный осмотр под микроскопом. Прошелся с лупой по плате - ничего криминального не обнаружил, кругом гладь припоя, никаких соплей и аномалий установки компонентов обнаружено не было. Стал я думать, как же мне найти короткое замыкание?

Сначала меня посетила мысль о том, что КЗ может быть на внутренних слоях платы, поскольку платы пришли от нового производителя печатных плат. И хотя отметка об электроконтроле присутствовала, цена заказа была очень маленькой, что вызывало сомнение о качестве плат. С другой стороны, могли быть убитые в печке компоненты, но претензий к печке за 3 года работы не было ни одной. Ещё был вариант – кривая пайка. Такое у нас, к сожалению, случалось. Коллеги мне в шутку предложили взять источник помощнее и подать на плату - мол, место КЗ до красна раскалится (в совете, кстати, есть разумное зерно - см. видео). Думал я, думал, и, наконец, мне пришла в голову мегакреативная идея.

Подал я на плату питание +3,3 вольт - как и положено, БП сработал по току и перешёл в режим стабилизации тока. Далее я выставил на источнике питания ток 3 А, и он стабильно подавался на плату. Пощупал руками микросхемы – все были холодные. Тогда я перешёл к реализации мегакреативного плана. Взял мультиметр и перевёл его в режим измерения напряжения. Далее земляной щуп мультиметра я подключил к точке подключения земли от источника питания к плате. Вторым щупом измерил напряжение в точке подключения источника питания. Мультиметр показал около 0,3 В, т.е. при токе 3 А на дорожках платы падало эти самые 0,3 В. Естественно, в точке подключения земляного щупа мультиметр показал 0 В. Таким образом, получились две точки – максимума и минимума падения напряжения.

Далее я стал измерять напряжение в различных точках платы. Оно незначительно различалось, но тенденция была очевидна – при приближении к точке КЗ напряжение падения в точках, электрически соединённых с +3,3 В, уменьшалось, а напряжение в точках, связанных с землёй, увеличивалось. Началось чётко прослеживаться прохождение тока по плате. Ток - он ведь не дурак, он движется по цепи наименьшего сопротивления.

В итоге, за считанные минуты я отыскал точку на полигоне +3,3 В и соседнюю с ней VIA на полигоне земли, напряжение в которых было практически одинаковым. От этих точек шли дорожки к выводам питания и земли микросхемы в корпусе SOIC-20. Напряжение на выводах микросхемы абсолютно совпало. Эврика! Взяв лупу и приглядевшись, я обнаружил совсем незаметную перемычку между выводами микросхемы - буквально, волосок. К тому же, она была прямо на выходе из корпуса, а не в месте пайки, куда обычно смотрят во время проверки. После ликвидации перемычки короткое замыкание устранилось, и плата заработала как надо, подтвердив, кстати, лозунг журнала «Радио».

А теперь предлагаю наглядно посмотреть довольно интересный способ поиска короткого замыкания: