Si no hay otro recurso: cómo localizar cortocircuitos en una placa de circuito impreso

CircuitStudio

Fire in the microchip

Todo ingeniero tiene una historia de lo que puede ocurrir en el “peor de los casos” que sobrevivieron y luego continuaron diseñando. Durante la peor semana de mi vida profesional, recibimos un envío retrasado de placas de circuito impreso. Estas placas de circuito impreso debieron haber sido instaladas en hardware e implementadas en las ubicaciones de los clientes hace más de un mes. Estábamos bastante asustados.

No hace falta decir, tuvimos gran prisa para enviar estas nuevas placas. Así que encendimos las placas de circuito para analizar si tenían un cortocircuito, y el resultado no fue positivo. Se podía oler el ozono que emitían las placas y uno de los componentes más costosos se calentó tanto que dos individuos se quemaron al realizar una “prueba de toque”. Pensamos que no teníamos el tiempo para obtener una serie de placas de prueba, y simplemente ordenamos las placas de circuito impreso completamente pobladas.

Aparte de las frustraciones obvias, una de las peores reuniones que puede tener con su jefe es cuando le expliqué los fallos principales de hardware mientras que se chupaba sus dedos quemados. Lo mejor que puede hacer es ofrecer un plan para seguir adelante. Si alguna vez se encuentra en esa situación, aquí tenemos un punto de partida para rastrear ese cortocircuito.

Inspección visual

Lo primero que debe hacer es echarle un vistazo bastante cuidadoso a la superficie total de la placa de circuito impreso. Utilice una lupa o un microscopio de baja magnificación, si lo tiene. Busque filamentos de estaño entre los pads y uniones de soldadura. Cualquier agrietamiento o gotas de soldadura deben recibir una cuidadosa atención. Revise todas sus vías. Si usted ha especificado vías sin recubrimiento, asegúrese que este sea el caso en la placa. Las vías recubiertas pueden hacer un cortocircuito y fundir las capas, dejándolo a usted vinculado a tierra o VCC, o a ambas.

Si el cortocircuito es realmente serio, usted verá manchas quemadas en la placa de circuito impreso. Pueden ser bastante pequeñas, pero tendrán un descolorido dramático color marrón en lugar del verde usual máscara de soldadura. Si tiene placas múltiples, una placa de circuito impreso quemada le puede ayudar a localizar la ubicación particular sin una fuente de alimentación a otra placa para sacrificar durante su búsqueda. Desgraciadamente, nuestra placa no tenía quemaduras en ella misma, solo los dedos desafortunados que verificaban el sobrecalentamiento de los circuitos integrados.  

 
Burned PCB.

Las quemaduras definitivamente le pueden ayudar a localizar un cortocircuito, pero a un costo bastante ahumado.

Posibles ubicaciones de cortocircuitos en su placa de circuito impreso

Aparte del primer paso que es utilizar sus ojos fieles para revisar la placa, existen algunos otros lugares que usted puede revisar para encontrar la posible causa de los cortocircuitos en sus placas.

Malos Componentes

Algunos componentes tienen una tendencia de descomponerse, como los condensadores electrolíticos. Si tiene componentes sospechosos, revíselos primero. Si no está seguro, normalmente puede realizar una rápida busca en Google para los componentes que sospecha que han “fallado” para averiguar si es un problema común.

Imagen Infraroja

Si no está en una empresa de nueva creación que acaba de gastar todo su presupuesto de hardware, puede que tenga la suerte de tener acceso a las imágenes infrarrojas. La utilización de una cámara infrarroja le puede ayudar en localizar un cortocircuito, aun si este se encuentra entre las capas internas. El cortocircuito tiene generalmente mayor resistencia que un trazo o unión de soldadura normal, debido a que no tuvo el beneficio de estar optimizado en su diseño (al menos que es realmente malo ignorando las normas de revisión). Esa resistencia implica que el cortocircuito se calentará y se vera en una vista de infrarrojo. Comience con la corriente más baja posible. Idealmente, verá el cortocircuito antes de que haga cualquier otro daño.  

Pruebas de multímetro digital

Debido a que la inspección visual no reveló ninguna indicación de la ubicación o causa del cortocircuito, sacamos un multímetro e intentamos rastrear la ubicación física sobre una placa de circuito impreso desnuda. La estrategia de utilizar un multímetro tiene críticas ambiguas en la mayoría de los foros de electrónica, pero el trazar sus puntos de prueba le puede ayudar a descifrar lo que no es el problema. Necesita un multímetro de muy buena calidad con sensibilidad de miliohmios, y es más fácil si tiene una función de zumbido para alertarlo cuando está sondeando un cortocircuito.

Electronics repair, man testing using a multimeter on desk with tools

El sondeo multimétrico puede ayudarlo a localizar un cortocircuito, pero no siempre son lo suficientemente sensibles para encontrarlo.

La última gota: pruebas destructivas

Después de realizar todas nuestras pruebas, que no incluyeron el infrarrojo, porque éramos esa empresa nueva sin presupuesto que mencioné, todo lo que pudimos resolver era que el cortocircuito se encontraba en una mitad de la placa. Entonces, la cortamos por la mitad, y luego por la mitad otra vez. La prueba destructiva es obviamente una medida de último recurso, pero en ese punto definitivamente estábamos.

Volver al multímetro nos confirmó que la mayoría de las secciones no tenían vinculadas la VCC y tierra. Pero esa pequeña sección de la tabla era un pequeño hoyo negro de misterio, y nunca logramos acercarnos más al cortocircuito. Cambiamos de fabricantes y obtuvimos placas de prueba la próxima vez, lo que pareció ser de ayuda.

Si desea evitar la angustia al buscar los cortocircuitos, asegúrese de tener una norma robusta de revisión de prueba en circuito, para los errores, problemas de diseño, y tolerancias del fabricante. Un software sólido de diseño como  CircuitStudio® de  Altium puede realizar la mayoría de estas labores por usted, además de brindarle el entorno de diseño unificado que necesita para lograr sus diseños con la menor molestia y dedos quemados posible.

Si aun está interesado en encontrar las posibles ubicaciones de los cortocircuitos, o si desea discutir cómo un software de diseño de placa de circuito impreso puede ayudar con esto, considere comunicarse hoy con un experto en Altium. 

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