Как отремонтировать микросхему своими руками

ОСОБЕННОСТИ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕМОНТА ЭЛЕКТРОНИКИ

Каждый человек формирует свой круг общения, так случилось и со мной, что в контакте и в реальной жизни меня преимущественно окружают люди, имеющие то или иное отношение к технике. Случается такое, что пишет Вконтакте порой человек и просит помочь отремонтировать какое-либо устройство. Отвечаешь бывает стандартно, что ты уже прозвонил на плате и слышишь в ответ, что он мол не в курсе как это делается, но направить устройство, ну очень нужно).

Проверка радиодеталей мультиметром на плате

Можно конечно, послать человека учить учебник физики, электротехники, гуглить по сайтам посвященным тематике электроники, сказав, что ты рубишь сук не по плечу, но решил попытаться раскрыть некоторые нюансы ремонтов для всех этих людей, которые, видимо, прогуливали или просиживали уроки физики и электротехники, а теперь вдруг решили наверстать упущенное. Вспомнив, что электронщиками не рождаются, а становятся…

Измерение постоянного тока тестером

Итак, у нас есть мультиметр и с его помощью можно измерять различные величины, например такие как ток, переменный и постоянный, что потребуется нам при ремонтах не так часто, как другие величины. Хотя на схемах существуют контрольные точки, в которых нужно разрывать цепь и измерять текущие токи или же напряжения. В таких случаях прямо на схеме указывается, какое напряжение или ток должно присутствовать в этой точке.

Контрольная точка измерение тока на схеме

Напряжение мы измеряем на плате намного чаще, чем токи, потому что если в схеме, например на разъеме питания отсутствует какое-то напряжение, то это явный признак, что схема функционирует не правильно. Такие измерения называются “на горячую” или без снятия питания, и должны производиться с соблюдением обычных мер безопасности при работе с электрическим током. Так как на платах, например импульсных блоков питания, в некоторых частях схемы, у нас присутствует высокое напряжение. Другие измерения, в частности измерения сопротивления или звуковая прозвонка, осуществляются только в обесточенном устройстве!

Это важное правило, достаточно один раз ошибиться, и измерить сопротивление вместо напряжения, или тоже самое на звуковой прозвонке, и в лучшем случае придется искать схему на мультиметр и менять резисторы, которые чаще всего идут в планарном корпусе и имеют маленькие размеры, например 0805 или даже 0603. В худшем случае вы попалите АЦП прибора – ту самую черную каплю, и прибор ремонту подлежать не будет, или ремонт его будет как минимум нерентабельным.

Микросхема АЦП мультиметра

Когда мы измеряем напряжение на плате в незнакомом месте не зная точно, какое именно по величине у нас оно должно быть, ставьте всегда заведомо большее значение на мультиметре. Например, если блок питания выдает 35 вольт и меряете на выходе – выбирайте 200 вольт, если 5 вольт – то 20 вольт. Тоже самое и с сопротивлением: если резистор промаркирован не цветными кольцами, а например типа МЛТ и расшифровать маркировку не получается – выбирайте на мультиметре режим 2 МегаОма, с последующим уменьшением предела измерений, для обеспечения необходимой точности.

Конденсатор фильтра БП

Всегда при ремонте импульсных блоков питания имеющих в своей схеме, например, электролитические конденсаторы на напряжение 400 – 450 вольт и номинал 100 – 150 микрофарад, разряжайте конденсатор замыкая выводы между собой отверткой с изолированной ручкой. Это же относится и к ремонту блоков питания ATX – там напряжение электролитических конденсаторов поменьше, всего 200 вольт, но щиплет надо признать все-равно неслабо.

Плата кинескопного телевизора

Иногда, например на платах кинескопных телевизоров, таких конденсаторов имеющих высокое рабочее напряжение бывает несколько, а не только один конденсатор фильтра. Обычно они имеют несколько меньшие размеры по сравнению с конденсатором фильтра. На чем основана проверка радиодеталей, с помощью омметра, и звуковой прозвонки? Вспомним закон Ома: чем меньше сопротивление при неизменном напряжении – тем больше ток.

Закон Ома – рисунок

Если вдруг сопротивление какой-то одной детали, стало вдруг очень маленьким, то по закону Ома в участке той цепи, потекут токи, сильно превышающие допустимые, резисторам например это может сильно не понравится – они перегреются, почернеют, а в особо тяжелых случаях даже сгорят. Это в полной мере относится и к любым полупроводникам.

Максимальная температура видеокарты

Все мы знаем, например, по термопрофилю видеокарт, что температура порядка 75 – 85 градусов является обычно предельной для кремния, при длительной работе, и видеокарта у нас в итоге выдает артефакты, а например чипсет на материнской плате начинает аномально греться, и в результате в лучшем случае компьютер будет работать не стабильно, а в худшем – вообще не будет включаться. Так вот, транзисторы и диоды, как и любые микросхемы, это все те-же полупроводники, которые при появлении сверх токов и увеличения температуры просто сгорят.

Сгоревший резистор обычный

Как же можно определить, что деталь сгорела с помощью мультиметра? Резисторы очень часто уходят в обрыв при сгорании, если резистор не звонится даже на пределе два МегаОма – скорее всего он сгорел. Что означает сгорел резистор с физической точки зрения? Это значит у него стало очень большое сопротивление между выводами, а раз так, то по закону Ома там условно текут микроскопические токи. Что можно считать как разрыв цепи. Любые полупроводники напротив, очень часто уходят в короткое замыкание или низкое сопротивление, но это не всегда так. Почему этот параметр, сопротивление радиодетали так важен, для работы схемы, мы разобрали.

Резистор в планарном корпусе

Теперь мы можем вообще в принципе любой предмет оценить с точки зрения его проводимости для электрического тока. Разберем например, такую ситуацию – почему телевизор принесенный из гаража с холода нельзя сразу включать в сеть, а нужно дать постоять минут 30-40 в тепле, и дать выравняться температурам.

Пыль в блоке питания

Дело в том, что на выводах радиодеталей, могут образоваться капельки воды, от инея, а вода у нас хороший проводник и сопротивление между близко расположенными выводами микросхемы, содержащей например силовой транзистор, включающий устройство, у нее оказываются замкнуты, два или даже все три вывода, транзистора или микросхемы, между собой. К чему это приводит?

Обозначение выводов транзистора

Те выводы микросхемы или например базовый вывод транзистора, они соединены с низковольтной частью данного прибора, и подача на них высокого напряжения приведет к их обязательному пробою, уменьшению сопротивления, либо даже к короткому замыканию, и при этом может прихватить с собой еще какие либо детали на схеме. С какой целью нужно регулярно счищать пыть с плат устройства? Первое – пыль, это теплоизолятор, он мешает отвести тепло от радиодеталей, которые при работе греются, их температура повышается и они выходят из строя.

Вторая причина – пыль на плате между выводами, это конечно не проводник, но и нельзя сказать, что очень хороший изолятор. В нормальных условиях по пыли может и не пробьет, а вот после внесения техники с мороза – все может быть, потому что напитавшаяся влагой пыль имеет более низкое сопротивление, чем сухая, а сохнет она, скорее всего дольше, чем просто небольшой иней на плате.

Плата блока питания импульсного

Умея анализировать схему и печатную плату, вы будете знать, какое примерно сопротивление, в сумме, всех параллельно подключенных деталей, должно быть в той или иной точке. Даже когда мы прозваниваем мультиметром на звуковой прозвонке не полупроводники – мы измеряем тоже самое сопротивление между теми или иными участками цепи.

Звуковая прозвонка мультиметра

Если у нас раздается звуковой сигнал – значит сопротивление между точками в которых мы проводим измерение, ниже чем 50 Ом, цифры конечно примерные, но принцип думаю понятен. Зная какое сопротивление имеет та или иная деталь в рабочем, и в нерабочем состоянии, мы можем проанализировать устройство на работоспособность не имея принципиальной схемы. Со схемой конечно все куда проще, но существует техника, например малоизвестные китайские бренды, на которые схем вы не найдете нигде. В таком случае нам поможет только анализ работы схемы, принцип ее действия, опыт в работе с подобными схемами, либо поиск аналога нашей схемы, пусть и с другими позиционными обозначениями на схеме.

Позиционное обозначение на схеме и номинал

В таком случае, потребуется отслеживать каждый узел по дорожкам, но это конечно лучше, чем вообще отсутствие всякой документации.

Подведём итог

Цель написания данной статьи – показать начинающим электротехникам, что знание основ ремонта техники не только интересно, но и в наше нелегкое в финансовом плане время, может помочь радиолюбителям и электронщикам, сэкономить часть средств на самостоятельном ремонте. А в перспективе, по мере прокачивания своего уровня – регулярно подрабатывать в этой сфере. Это сейчас становится особенно актуально, так как люди теперь все чаще обращаются за ремонтом, а не просто выбрасывают старую и покупают новую бытовую технику, как раньше. Всем удачных ремонтов! AKV.

Источник

Неисправности микросхем

Но как диагностировать микросхемы, если все компоненты находятся в одном корпусе? Микросхему на исправность сложнее проверить, чем условный биполярный транзистор или резистор, но это вполне возможно сделать даже без мультиметра.

Визуальная диагностика

Радиодетали не выходят из строя просто так. И последствия их неисправностей можно увидеть визуально. Рассмотрим наиболее частые неисправности, когда их можно заметить визуально.

Условно все причины неисправностей можно разделить на 3 категории: попадание влаги, механические и электрические повреждения.

Все они могут быть взаимосвязаны, и даже зависеть друг от друга. Рассмотрим поподробнее каждую типичную неисправность микросхем с диагностикой и примерами.

Электрические повреждения

Микросхема может выйти из строя из-за банального короткого замыкания. Обычно на таких микросхемах могут появиться дырки. Это называется тепловым пробоем.

Тепловой пробой – это когда через микросхему прошел ток, который повредил ее настолько, что на корпусе появилась дырка. Т.е. она «сгорела», и даже дымилась какое-то время. Дырка на корпусе появляется от большого количества тепла, который создал проходящий через микросхему ток. Микросхема не рассчитана на такой ток, поэтому ее корпус не выдерживает, и начинает разрушение в уязвимом участке.

Ниже приверед наглядный пример теплового пробоя микросхемы управления шаговым двигателем (драйвер).

На микросхеме был установлен радиатор, но даже это не спасло микросхему от теплового пробоя.

Как правило такие микросхемы полностью утрачивают свою работоспособность. А еще при таком тепловом пробое могут повредиться дорожки. После выпаивания поврежденной микросхемы внимательно посмотрите на дорожки и окружающие детали, чтобы они были целые и без повреждений. Еще может вздуться текстолит, но это происходит очень редко.

Также при коротком замыкании микросхемы могут полностью обуглиться, и оставить следы нагара на плате и окружающих деталях. Нагар надо обязательно удалять с платы т.к. он может проводить ток.

Проверка микросхем мультиметром

Иной пример абсолютно аналогичной неисправности можно найти в ноутбуках.

Например, на платах ноутбуков достаточно случайно закоротить USB порт (или статическим электричеством), и тут же может выйти из строя хаб (группа микросхем). И это 100% короткое замыкание. И при этом визуально микросхема будет без каких-либо повреждений. Тем не менее, таких микросхемы можно легко проверить на исправность мультиметром.

В качестве примере рассмотрим проверку микросхемы в DIP корпусе.

У каждой микросхемы есть питание. И как правило именно оно и выходит из строя, если микросхема не выполняет своих функций.

Ниже приведен пример распиновки микросхемы-таймера NE555.

У этой микросхемы (как и у любой другой) есть питание. Питание обозначается Vcc (грубо говоря плюс) и GND (минус). При помощи мультиметра можно проверить целостность питания, как будто проверяем обычный диод на исправность.

В примере ниже мультиметром будет проверяться другая микросхема, но суть одна и та же.

Переключаем мультиметр в режим прозвонки.

Режим прозвонки обычно показывают в виде УГО диода со знаком излучения звука.

И теперь достаточно прозвонить Vcc и GND (питание) микросхемы.

Как и диод, она не должна показывать нули при прямой прозвонке (плюсовой щуп мультиметра к плюсу (Vcc) микросхемы, минусовой щуп мультиметра к минусу (GDD)).

Так и при обратной.

Конечно этот метод не универсален. Например, есть платы у которых обвязка возле микросхем может влиять на измерения. Либо придется выпаивать микросхему из платы, либо отпаивать детали или выводы микросхемы, чтобы они не влияли на проверку.

Однако диагностировать те же ноутбуки на исправности видеочипа или хаба достаточно просто, если знать их рабочие сопротивления и состояния. И там влияние компонентов не толь велико. Все зависит от платы.

Проверка при помощи сервис мануалов

У каждой выпускаемой техники существуют сервис мануалы. По ним можно проверять работоспособность плат (соответственно, и микросхем) следуя инструкциям. Например «На контакте шлейфа номер 12 есть напряжение 5в?». И далее несколько следующих шагов, которые приведут к окончательному решению по ремонту.

Хотя в сервис мануалах рекомендуют менять плату сразу целиком, даже без конкретных замены радиодеталей.

Конечно не получится найти мануал на любую технику в силу различных обстоятельств, но можно найти технику, где используется аналогичная микросхема или плата. У смартфонов разных производителей могут быть одинаковые контроллеры питания. Поэтому здесь важен опыт и навыки поиска информации.

Также не стесняйтесь спрашивать информацию о микросхемах на форумах и группах в социальных сетях об электронике. (естественно перед этим самостоятельно поискав информацию во всех доступных источниках)

Типовые схемы включения

Помимо сервис мануалов еще есть и даташиты с простыми схемами выключения. Т.е. грубо говоря можно собрать схему для простой проверки работоспособности микросхем.

Почему микросхема греется и методы ее диагностики

Еще один типичный случай с кротким замыканием – это когда микросхема сильно греется. Здесь возможны сразу несколько вариантов.

Большинство начинающих ремонтников сразу же заявляют, что если микросхема греется, то именно она неисправна. Это отчасти правда, но только в редких случаях. Если микросхема греется – это не значит, что именно она неисправна. Но именно это влияет на ее функции и общую работоспособность платы и устройства в целом.

В качествен примера рассмотрим ситуацию с контроллерами питания на смартфонах. Эти микросхемы управляют питанием всей узлов устройства. И именно через нее проходят все токи. Допустим, микросхема греется, и вы поменяли ее. И снова та же проблема. А проблем оказалась вообще не в ней, а в другой части платы, где есть короткое замыкание.

Через микросхему проходит большой ток именно в ту часть платы, где находится неисправная радиодеталь, которая как раз вызывает сильный нагрев микросхемы.

Можно как визуально найти неисправную коротящую деталь (она может быть повреждена, со следами окисла, более темная, со следами ржавчинами и т.п.), так и по выделяемому теплу.

Если с визуальным обнаружением могут возникнуть проблемы (без микроскопа найти на плате поврежденный SMD конденсатор или резистор довольно проблематично + нужно внимание), то с обнаружением по выделяемому теплу все куда может быть проще.

Конечно тут тоже бывают разные случаи. Одно дело нагрев от 2 А, а другое дело от 20 мА. Хотя природа неисправностей могут быть идентичны, но методы диагностики придется использовать разные.

Источник

ДИАГНОСТИКА И РЕМОНТ ЭЛЕКТРОНИКИ БЕЗ СХЕМ

В жизни каждого домашнего мастера, умеющего держать в руках паяльник и пользоваться мультиметром, наступает момент, когда поломалась какая-то сложная электронная техника и он стоит перед выбором: сдать на ремонт в сервис или попытаться отремонтировать самостоятельно. В этой статье мы разберем приемы, которые могут помочь ему в этом.

Итак, у вас сломалась какая-либо техника, например ЖК телевизор, с чего нужно начать ремонт? Все мастера знают, что начинать ремонт надо не с измерений, или даже сходу перепаивать ту деталь, которая вызвала подозрение в чем-либо, а с внешнего осмотра. В это входит не только осмотр внешнего вида плат телевизора, сняв его крышку, на предмет подгоревших радиодеталей, вслушивание с целью услышать высокочастотный писк либо щелканье.

Включаем в сеть прибор

Для начала нужно просто включить телевизор в сеть и посмотреть: как он себя ведет после включения, реагирует ли на кнопку включения, либо моргает светодиод индикации дежурного режима, или изображение появляется на несколько секунд и пропадает, либо изображение есть, а звук отсутствует, или же наоборот. По всем этим признакам, можно получить информацию, от которой можно будет оттолкнуться при дальнейшем ремонте. Например в мигании светодиода, с определённой периодичностью, можно установить код поломки, самотестирования телевизора.

Коды ошибок ТВ по миганию LED

После того, как признаки установлены, следует поискать принципиальную схему устройства, а лучше если выпущен Service manual на устройство, документацию со схемой и перечнем деталей, на специальных сайтах посвященных ремонту электроники. Также не лишним, будет в дальнейшем, вбить в поисковик полное название модели, с кратким описанием поломки, передающим в нескольких словах, ее смысл.

Правда иногда лучше искать схему по шасси устройства, либо названию платы, например блока питания ТВ. Но как же быть, если схему все же найти не удалось, а вы не знакомы со схемотехникой данного устройства?

В таком случае, можно попробовать попросить помощи на специализированных форумах по ремонту техники, после проведения предварительной диагностики самостоятельно, с целью собрать информацию, от которой мастера, помогающие вам смогут оттолкнуться. Какие этапы включает в себя, эта предварительная диагностика? Для начала, вы должны убедиться в том, что питание поступает на плату, если устройство вообще не подает никаких признаков жизни. Может быть это покажется банальным, но не лишним будет прозвонить шнур питания на целостность, в режиме звуковой прозвонки. Читайте тут как пользоваться обычным мультиметром.

Тестер в режиме звуковой прозвонки

Затем в ход идет прозвонка предохранителя, в этом же режиме мультиметра. Если у нас здесь все нормально, следует померять напряжения на разъемах питания, идущих на плату управления ТВ. Обычно напряжения питания, присутствующие на контактах разъема, бывают подписаны рядом с разъемом на плате.

Разъем питания платы управления ТВ

Таблица ESR конденсаторов

В начале статьи я писал про писк, который вы возможно услышите, так вот, его проявление, в частности и есть следствие завышенного ESR конденсаторов небольшого номинала, стоящих в цепях дежурного напряжения. Чтобы выявить такие конденсаторы требуется специальный прибор, ESR (ЭПС) метр, либо транзистор тестер, правда в последнем случае, конденсаторы придется выпаивать для измерения. Фото своего ESR метра позволяющего измерять данный параметр без выпаивания выложил ниже.

Мой прибор ESR метр

Как быть если таких приборов нет в наличии, а подозрение пало на эти конденсаторы? Тогда нужно будет проконсультироваться на форумах по ремонту, и уточнить, в каком узле, какой части платы, следует заменить конденсаторы, на заведомо рабочие, а таковыми могут считаться только новые (!) конденсаторы из радиомагазина, потому что у бывших в употреблении этот параметр, ESR, может также зашкаливать или уже быть на грани.

То что вы могли выпаять их из устройства, которое ранее работало, в данном случае значения не имеет, так как этот параметр важен только для работы в высокочастотных цепях, соответственно ранее, в низкочастотных цепях, в другом устройстве, этот конденсатор мог прекрасно функционировать, но иметь параметр ESR сильно зашкаливающий. Сильно облегчает работу то, что конденсаторы большого номинала имеют в своей верхней части насечку, по которой в случае прихода в негодность просто вскрываются, либо образовывается припухлость, характерный признак их непригодности для любого, даже начинающего мастера.

Мультиметр в режиме Омметра

Если вы видите почерневшие резисторы, их нужно будет прозвонить мультиметром в режиме омметра. Сначала следует выбрать режим 2 МОм, если на экране будут значения отличающиеся от единицы, или превышения предела измерения, нам следует соответственно уменьшить предел измерения на мультиметре, для установления его более точного значения. Если же на экране единица, то скорее всего такой резистор находится в обрыве, и его следует заменить.

Цветовая маркировка резисторов

Если есть возможность прочитать его номинал, по маркировке цветными кольцами, нанесенными на его корпус, хорошо, в противном случае без схемы, не обойтись. Если схема есть в наличии, то нужно посмотреть его обозначение, и установить его номинал и мощность. Если резистор прецизионный, (точный) его номинал можно набрать, путем включения двух обычных резисторов последовательно, большего и меньшего номиналов, первым мы задаем номинал грубо, последним мы подгоняем точность, при этом их общее сопротивление сложится.

Транзисторы разные на фото

Транзисторы, диоды и микросхемы: у них не всегда можно определить неисправность по внешнему виду. Потребуется измерение мультиметром в режиме звуковой прозвонки. Если сопротивление какой либо из ножек, относительно какой то другой ножки, одного прибора, равно нулю, или близко к к этому, в диапазоне от нуля до 20-30 Ом, скорее всего, такая деталь подлежит замене. Если это биполярный транзистор, нужно вызвонить в соответствии с распиновкой, его p-n переходы.

Проверка транзистора мультиметром

Чаще всего такой проверки бывает достаточно, чтобы считать транзистор рабочим. Более качественный метод описан тут. У диодов мы также вызваниваем p-n переход, в прямом направлении, должны быть цифры порядка 500-700 при измерении, в обратном направлении единица. Исключение составляют диоды Шоттки, у них меньшее падение напряжения, и при прозвонке в прямом направлении на экране будут цифры в диапазоне 150-200, в обратном также единица. Мосфеты, полевые транзисторы, обычным мультиметром без выпаивания так не проверить, приходится часто считать их условно рабочими, если их выводы не звонятся между собой накоротко, или в низком сопротивлении.

Мосфет в SMD и обычном корпусе

При этом следует учитывать, что у мосфетов между Стоком и Истоком стоит встроенный диод, и при прозвонке будут показания 600-1600. Но здесь есть один нюанс: в случае, если например вы прозваниваете мосфеты на материнской плате и при первом прикосновении слышите звуковой сигнал, не спешите записывать мосфет в пробитый. В его цепях стоят электролитические конденсаторы фильтра, которые в момент начала заряда, как известно, на какое-то время ведут себя, как будто цепь замкнута накоротко.

Мосфеты на материнской плате ПК

Что и показывает наш мультиметр, в режиме звуковой прозвонки, писком, первые 2-3 секунды, а затем на экране побегут увеличивающиеся цифры, и установится единица, по мере заряда конденсаторов. Кстати по этой же причине, с целью сберечь диоды диодного мостика, в импульсных блоках питания ставят термистор, ограничивающий токи заряда электролитических конденсаторов, в момент включения, через диодный мост.

Диодные сборки на схеме

Параллельное и последовательное соединение резисторов

Здесь лучше всего один раз запомнить, правило подобных соединений:

Форум по обсуждению материала ДИАГНОСТИКА И РЕМОНТ ЭЛЕКТРОНИКИ БЕЗ СХЕМ

Модернизируем промышленный графический эквалайзер Прибой Э-014С.

Источник