Comment tester un court-circuit sur une carte électronique (PCB) ?

Zachariah Peterson
|  February 9, 2018

Fire in the microchip

Exemple de court-circuit sur une carte électronique

Chaque ingénieur a en tête ce " scénario du pire", cette histoire à laquelle il a survécu et il a ainsi continué de concevoir par la suite. 

Au cours de la pire semaine de ma vie professionnelle, nous avons reçu une livraison de PCB en retard. 

Ces PCB étaient censés avoir été installés sur le matériel et déployés chez les clients plus d'un mois auparavant. 

Nous étions plus que gênés.

Inutile de dire qu'il y a eu une légère précipitation pour expédier ces nouvelles cartes électroniques. En les alimentant pour faire les tests,  on pouvait sentir l'odeur de l'ozone sur les cartes et l'un des composants les plus chers chauffait tellement qu'il a brûlé quelques personnes qui effectuaient un "test tactile". 

On ne pensait pas avoir le temps d'obtenir un lot de cartes d'essai, et nous avons commandé les PCB entièrement remplis.

Au-delà des frustrations évidentes, expliquer les défaillances matérielles majeures à votre patron alors que vous avez des doigts brûlés  n’est pas une expérience souhaitable

La meilleure chose que vous puissiez faire est d'offrir un plan d'action. Si jamais vous êtes dans cette situation, voici un point de départ pour tester un  court-circuit sur une carte électronique, le localiser, et commencer à régler le problème.

Première étape d’un test de court-circuit sur une carte électronique : l’inspection visuelle

La première chose que vous d faire est de regarder attentivement toute la surface du PCB. 

Utilisez une loupe ou un microscope à faible grossissement si vous en avez un. 

Recherchez les moustaches d'étain entre les plots ou les joints à souder. Toute fissure ou tache de soudure doit faire l'objet d'une attention particulière. Vérifiez tous vos vias. Si vous avez spécifié des trous non plaqués, assurez-vous que c'est le cas sur le tableau. Les vias plaquées peuvent court-circuiter les couches ensemble et vous laisser avec tout ce qui est lié au sol ou au CCV, ou les deux.

Si le court-circuit est vraiment mauvais, vous verrez des taches brûlées sur le circuit imprimé. 

Elles peuvent être très petites, mais elles seront fortement décolorées en brun au lieu du vert normal du masque de soudure. 

Si vous avez plusieurs cartes, un circuit imprimé brûlé peut vous aider à réduire la localisation spécifique sans utiliser une alimentation électrique sur une autre carte à sacrifier dans la recherche. 

Malheureusement, notre carte n'avait pas de brûlures sur le PCB lui-même, ce sont seulement les doigts malchanceux qui ont vérifié la surchauffe des circuits intégrés. 

How to detect a short circuit in a PCB for a hard drive visually

Les brûlures peuvent certainement vous aider à localiser un court mais à un coût très élevé.

Où chercher les courts-circuits potentiels lors d’un test sur un PCB ?

En dehors de la première étaped’inspection visuelle de la carte électronique, il y a quelques autres endroits à vérifier pour trouver la cause potentielle des courts-circuits sur vos cartes.

Composants défectueux : la première source de courts-circuits sur les PCB

Certains composants ont tendance à se détériorer, comme les condensateurs électrolytiques. 

Si vous avez des composants suspects, vérifiez-les en premier lieu. 

Si vous n'êtes pas certain, vous pouvez généralement faire une recherche rapide sur Google pour trouver les composants que vous soupçonnez afin de savoir s'il s'agit d'un problème qui se produit fréquemment.

Test un court-circuit sur une carte électronique grâce à l’imagerie infrarouge

Si vous n’êtes pas dans une startup qui a explosé son budget équipement, vous aurez peut-être la chance d'avoir accès à une caméra infrarouge. 

L'utilisation d'une caméra infrarouge peut vous aider à localiser un court-circuit, même si le court-circuit se situe entre des couches internes. Le court-circuit est généralement plus résistant qu'une trace normale ou qu'un joint de soudure habituel car il n'a pas l'avantage d'être optimisé dans votre conception (sauf si vous êtes vraiment mauvais et que vous ignorez les contrôles). 

Cette résistance signifie que le court-circuit chauffe et se manifeste donc avec une vue infrarouge. 

Commencez par le courant le plus faible possible. Idéalement, vous verrez le court-circuit avant qu'il ne fasse trop de dégâts.

Test un court-circuit au multimètre numérique

Si une inspection visuelle ne révèle  aucun indice quant à l'emplacement ou à la cause du court-circuit, il ne reste plus qu’à sortir un multimètre et essayer de retracer l'emplacement physique sur une carte de circuit imprimé nue. 

L'approche du multimètre fait l'objet d'avis mitigés sur la plupart des forums sur l'électronique, mais le suivi de vos points de test peut vous aider à déterminer ce qui n'est pas le problème. 

Vous aurez besoin d'un très bon multimètre avec une sensibilité en milliohms, et ce sera plus facile s'il est doté d'une fonction de buzz pour vous avertir lorsque vous êtes en train de sonder un court-circuit. 

How to check short circuit in a PCB with a multimeter

Le sondage au multimètre peut vous aider à repérer un court-circuit, mais il ne sera pas toujours assez sensible pour le détecter.

La dernière chance : les tests destructifs pour localiser un court-circuit

Après tous nos tests, qui n'incluaient pas l'infrarouge parce que nous faisions partis de ces startups sans argent auxquelles j'ai fait allusion, tout ce que nous avons pu comprendre, c'est que le court-circuit était dans une moitié de la carte. 

Alors, on la coupe en deux, puis encore en deux. Les tests destructifs sont évidemment une mesure de dernier recours, mais il ne nous restait plus que ça.

Pour en revenir au multimètre, il a été confirmé que la plupart des sections n'avaient pas de Vcc et de masse attachés ensemble. 

Mais ce quart de la carte était un petit trou noir plein de mystère, et nous n'avons jamais été aussi près du court-circuit. 

Nous avons changé de fabricant et nous avons pris des cartes de test la fois suivante, et ça s’est mieux passé.

Si vous voulez éviter l'angoisse en cherchant des courts-circuits, assurez-vous d'avoir un contrôle solide des règles de test dans le circuit, pour les erreurs, les problèmes de conception, et les tolérances du fabricant. Un logiciel de conception performant comme CircuitStudio® d'Altium peut s’en occuper pour vous, tout en vous fournissant l'environnement de conception unifiée dont vous avez besoin pour réaliser vos designs sans mal de tête ni doigts brûlés.

Si vous êtes toujours intéressé à trouver des emplacements potentiels de court-circuits, ou si vous voulez discuter de la façon dont un logiciel de conception de PCB approprié peut vous aider, consultez un expert d'Altium aujourd'hui.

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Zachariah Peterson possède une vaste expérience technique dans le milieu universitaire et industriel. Avant de travailler dans l'industrie des PCB, il a enseigné à la Portland State University. Il a dirigé son M.S. recherche sur les capteurs de gaz chimisorptifs et son doctorat en physique appliquée, recherche sur la théorie et la stabilité du laser aléatoire. Son expérience en recherche scientifique couvre des sujets tels que les lasers à nanoparticules, les dispositifs électroniques et optoélectroniques à semi-conducteurs, les systèmes environnementaux et l'analyse financière. Ses travaux ont été publiés dans diverses revues spécialisées et actes de conférences et il a écrit des centaines de blogs techniques sur la conception de PCB pour de nombreuses entreprises. Zachariah travaille avec d'autres sociétés de PCB fournissant des services de conception et de recherche. Il est membre de l'IEEE Photonics Society et de l'American Physical Society

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