Визуальная диагностика — это больше, чем «посмотреть»
Опытный ремонтник начинает диагностику не с мультиметра, а с микроскопа. Причин несколько:
| Причина |
Объяснение |
| Скорость |
Осмотр занимает немного времени и часто сразу указывает на проблему |
| Безопасность для платы |
Питание подавать не нужно, поэтому нет риска добавить повреждений |
| Мелкие дефекты |
Трещины пайки, коррозия, сколы SMD-компонентов видны только под увеличением |
| Документирование |
Фото под микроскопом фиксирует дефект для заключения клиенту |
Ниже — атлас признаков неисправностей, которые нужно уметь видеть.
Даже при осмотре помните о безопасности: конденсаторы на снятой плате могут держать опасное напряжение. Прежде чем трогать плату руками, разрядите их и проверьте прибором, что напряжение ушло.
Инструменты
| Инструмент |
Увеличение |
Зачем |
| Лупа |
5–10× |
Быстрый обзор платы, поиск очевидных дефектов |
| Стереомикроскоп |
10–40× |
Основной инструмент: пайка, трещины, коррозия |
| Цифровой микроскоп |
50–200× |
Фотографирование и изучение мелких деталей |
| Освещение |
— |
Боковой, наклонный свет лучше всего показывает рельеф пайки |
Свет должен падать под углом, а не сверху: тени на пайке показывают её структуру.
Конденсаторы
Электролитические
| Признак |
Как выглядит |
Что это значит |
| Вздутие верхней части |
Крышка выпуклая, иногда треснувшая по насечке |
Конденсатор деградировал: ёмкость упала, ESR вырос |
| Подтёки электролита |
Коричневые или жёлтые пятна под конденсатором |
Конденсатор потёк. Замена и отмывка платы: электролит разъедает дорожки |
| Деформация корпуса |
Корпус искривлён, приподнят над платой |
Перегрев, внутреннее давление |
| Потемнение оболочки |
Цвет темнее, чем у соседних конденсаторов |
Длительный перегрев |
Конденсатор может быть неисправен, даже если выглядит идеально. Осмотр не заменяет измерение ёмкости и ESR с последующим сравнением с даташитом.
Танталовые
| Признак |
Что это значит |
| Трещина на корпусе |
Пробой, короткое замыкание |
| Потемнение корпуса |
Перегрев, возможен скорый отказ |
| Сколы на краях |
Механическое повреждение |
При пробое танталовые конденсаторы обычно закорачиваются и могут загореться.
Керамические
| Признак |
Что это значит |
| Трещина на корпусе |
Утечка или короткое замыкание, часто плавающее. Типичная причина — изгиб платы |
| Сколы |
Механическое повреждение |
| Потемнение |
Перегрев, вероятно замыкание |
Резисторы
| Признак |
Что это значит |
| Потемнение корпуса |
Перегрев, мог измениться номинал |
| Трещина на корпусе |
Механическое повреждение, обрыв |
| Следы обгорания вокруг |
Через резистор прошёл слишком большой ток |
| Неравномерный цвет |
Мог измениться номинал |
Потемневший резистор не обязательно неисправен, но его номинал мог уйти. При подозрении выпаяйте и измерьте. И обязательно найдите причину перегрева.
Полупроводники
Диоды и транзисторы в корпусах TO-220, TO-247
| Признак |
Что это значит |
| Трещина на корпусе |
Пробой, внутреннее короткое замыкание |
| Потемнение корпуса |
Перегрев, возможна деградация |
| Оплавление пластика |
Сильный перегрев, пробой |
| Копоть вокруг выводов |
Искрение, пробой |
Микросхемы в корпусах SOIC, QFP
| Признак |
Что это значит |
| Трещина на корпусе |
Механическое повреждение или пробой |
| Тёмное пятно или кратер на корпусе |
Вероятно, внутреннее короткое замыкание |
| Вздутие корпуса |
Внутренний перегрев, пробой |
| Подпалины на корпусе |
Искрение, короткое замыкание |
BGA-компоненты
| Признак |
Что это значит |
| Потемнение платы вокруг чипа |
Перегрев, возможны трещины в пайке шариков |
| Копоть у края чипа |
Пробой, короткое замыкание |
| Неравномерный нагрев на тепловизоре |
Плохой контакт шариков или внутренний дефект |
| Сколы по краям |
Механическое повреждение |
Дефекты пайки BGA обычно не видны оптически. Крайние ряды шариков можно осмотреть эндоскопом, внутренние — только на рентгене. Косвенные проверки — локальный нагрев или охлаждение с контролем работы платы. Нажимать на чип можно только очень осторожно: давление способно добить трещины.
Пайка
Некачественная («холодная») пайка
| Признак |
Описание |
| Рыхлая, комковатая поверхность, плохое смачивание |
Припой не растёкся по выводу и площадке |
| Кольцевые трещины вокруг вывода |
Трещина между выводом и припоем |
| Отслоение от площадки |
Припой не держится на контактной площадке |
Бессвинцовый припой в норме матовый и слегка зернистый. Поэтому оценивайте смачивание и форму галтели, а не блеск.
Где искать: у компонентов, которые греются (силовые элементы, мощные резисторы), у разъёмов и тяжёлых деталей, которые страдают от вибрации.
Трещины пайки
| Признак |
Описание |
| Тонкие линии на поверхности пайки |
Видны под микроскопом при боковом освещении |
| Трещины в шариках BGA |
Оптически не видны. Нужен рентген, для крайних рядов — эндоскоп |
Коррозия
| Признак |
Описание |
| Зелёный налёт на выводах и дорожках |
Коррозия меди |
| Белый налёт |
Продукты окисления олова или остатки флюса |
| Почернение серебряных покрытий и выводов |
Сульфидирование серебра, характерно для загрязнённой атмосферы |
Разъёмы и контакты
| Признак |
Что это значит |
| Потемневшие контакты |
Окисление, нагрев, плохой контакт |
| Погнутые контакты |
Механическое повреждение |
| Контакт неплотно прилегает |
Ослабла пружина контакта |
| Налёт на контактах |
Коррозия |
Печатная плата
| Признак |
Что это значит |
| Вздутие или расслоение текстолита |
Перегрев, возможно замыкание или обрыв внутренних слоёв |
| Потемнение, обгорание |
Прошёл большой ток, возможен обрыв дорожек. Обугленный текстолит проводит ток, его нужно удалять |
| Трещины в текстолите |
Механическое повреждение, возможен обрыв внутренних слоёв |
| Следы электролита |
Потёк конденсатор, нужна отмывка |
| Отслоение контактных площадок |
Перегрев при пайке, механическое повреждение |
Типичные ошибки при осмотре
| Ошибка |
Чем плоха |
| Недостаточное увеличение |
Мелкие трещины не видны |
| Свет только сверху |
Не видно рельефа пайки и теней |
| Спешка |
Мелкие детали пропускаются |
| Обратная сторона платы не осмотрена |
Много дефектов прячется снизу |
| Осмотр без микроскопа |
Не видны трещины пайки и повреждения мелких SMD-компонентов |
Чек-лист осмотра
- Конденсаторы: вздутия, подтёки, деформация, трещины керамики
- Резисторы: потемнение, трещины
- Диоды и транзисторы: трещины, потемнение, оплавление
- Микросхемы: трещины, пятна, вздутия
- Пайка: смачивание, трещины
- Разъёмы: коррозия, погнутые контакты
- Плата: вздутие, обгорание, трещины, следы электролита
- Обратная сторона платы: всё то же самое
Вместо заключения
Осмотр под микроскопом — первый и один из важнейших этапов ремонта. Заметная часть неисправностей находится уже на нём, если знать, что искать.
Главные выводы:
- Микроскоп обязателен: лупы не хватает для мелких деталей.
- Боковое освещение — главный способ увидеть трещины пайки.
- Конденсаторы — один из самых частых источников проблем, но внешне целый конденсатор тоже может быть неисправен.
- Дефекты BGA обычно не видны: нужен рентген или косвенные проверки.
- Не забывайте переворачивать плату.
Если осмотр ничего не показал, переходите к следующему этапу диагностики — проверке на короткое замыкание и первому включению с ограничением тока. Если нашли дефект, всё равно ищите его причину, иначе он повторится.
Если плата ещё на гарантии производителя, начните с производителя или поставщика: вскрытие гарантию снимет. Мы скажем об этом до того, как откроем корпус.
Подробнее об услугах — на страницах ремонт электронных плат, ремонт контроллеров и ремонт промышленных блоков питания.
Если дефект не находится или плата сложная, привозите её в лабораторию. Диагностика в лаборатории — бесплатно, с заключением. Гарантия на выполненный ремонт — 12 месяцев. Технику принимаем со всей страны, выезжаем по СПб и ЛО.
