一、集成电路的检测
集成电路常用的检测方法有非在线检测法、在线检测法、排除检测法和代换检测法。
1.非在线检测
非在线检测是在集成电路未焊入电路时,通过测量其各引脚和接地引脚(GND)之间的正反直流阻值与正常的同型号集成电路各引脚和接地引脚之间的正反阻值进行对比,以确定其是否损坏。
万用表置于电阻量程400Ω挡,红表笔接被测集成电路接地引脚,黑表笔依次接其他各引脚,测出并记下各引脚与接地引脚之间的阻值,然后交换红、黑表笔测量。用同样的方法测出同型号的正常集成电路的各引脚与接地引脚之间的正反阻值,再将两个集成电路各引脚与接地引脚之间的正反阻值进行对比。
一般来说,任意两引脚之间都接有电阻器、二极管、三极管等组成复杂电路,除空引脚外,集成电路的任意一个引脚与接地引脚之间的正、反向阻值不应为零或无穷大,多数情况下具有不对称的阻值,即正、反向阻值不相等,有时差别小,有时差别大。如果某一引脚与接地引脚之间应具有一定大小的阻值但检测结果为零或无穷大,或者其正、反向电阻应该差别较大但检测结果为相同或差别较小,则说明该引脚与接地脚之间存在短路、开路或击穿等故障。
2.在线检测
在线检测是利用电阻检测法、直流电压检测法、总电流检测法等,通过在电路上测量集成电路的各引脚电压值、阻值、电流值是否正常,来判断该集成电路是否损坏。
(1)电阻检测法。在切断电源的情况下,用万用表欧姆挡在线检测集成电路各引脚和外围元件的正、反向直流阻值,并与正常数据相比较,判断该集成电路是否损坏。集成电路各引脚的参考阻值可查阅资料获取。
在测量集成电路各引脚电阻时,测得的阻值是该引脚外围元件与集成电路内部电路有关元件的并联值,如果发现个别引脚阻值与参考阻值差距较大,先检测该引脚外围元件,如果外围元件正常,通常为集成电路内部损坏,如果多数引脚电阻不正常,集成电路损坏的可能性很大。
(2)直流电压检测法。在通电情况下,用万用表直流电压挡对直流供电电压、外围元件工作电压、集成电路各引脚对地直流电压进行检测,并与正常值相比较,判断该集成电路是否损坏。
首先要检测电源引脚电压是否正常。如果电源引脚电压不正常,可检查供电电路,如果供电电路正常,则可能是集成电路内部损坏,或者集成电路某些引脚外围元件损坏。
在确定集成电路的电源引脚电压正常后,可进一步测量其他引脚电压是否正常。如果个别引脚电压不正常,先检测该引脚外围元件,若外围元件正常,则为集成电路损坏;如果多个引脚电压不正常,可通过集成电路内部大致结构和外围电路工作原理,分析这些引脚电压是否因某个或某些引脚电压变化引起,重点检查这些引脚外围元件,若外围元件正常,则集成电路损坏。
有些集成电路在有信号输入和无信号输入时某些引脚电压可能不同,在将实测电压与该集成电路的参考电压对照时,要注意其测量条件。
(3)总电流检测法。总电流检测法是测量集成电路的总电流来判断故障的方法。集成电路内部元件大多采用直接连接方式组成电路,当某个元件被击穿或开路时,通常对后级电路有一定的影响,从而使集成电路的总工作电流减小或增大,测得集成电路的总电流后再与参考电流相比较,过大、过小均说明集成电路或外围元件存在故障。
电子产品的图纸和有关资料一般不提供集成电路总电流参考数据,该数据可在正常电子产品的电路中实测获得。在测量时,既可以断开集成电路的电源引脚直接测量电流,也可以测量电源引脚的供电电阻和两端电压,通过欧姆定律计算出电流值。
3.排除检测法
不管是非在线测量法还是在线测量法,都需要知道集成电路的相关数据。如果无法获得集成电路的相关数据,可使用排除检测法或代换检测法。
在使用集成电路时,需要给它外接一些元件,如果集成电路不工作,可能是集成电路本身损坏,也可能是外围元件损坏。排除检测法是指先检查集成电路各引脚外围元件,当外围元件均正常时,故障应为集成电路损坏。
先确保集成电路供电正常后再使用排除法,如果电源引脚电压不正常,先检查修复供电电路。有些集成电路只需本身和外围元件正常就能正常工作,有些集成电路还要求获取其他电路有关控制信号才能正常工作,对于这样的集成电路,除了要检查外围元件是否正常外,还要检查集成电路是否接收到相关的控制信号。对外围元件较少的集成电路,使用排除法更为快捷;对外围元件很多的集成电路,通常先检查一些重要引脚的外围元件和易损坏的元件。
4.代换检测法
代换检测法是指当怀疑集成电路可能损坏时,直接用同型号正常的集成电路代换,如果故障消失,则可确认集成电路损坏;如果故障依旧,则可能是集成电路外围元件损坏,也可能是外围元件故障未排除导致更换的集成电路又损坏,还有些集成电路可能是未接收到其他电路送来的控制信号。
对于工作在高电压、大电流下的集成电路,在未排除外围元件故障时直接更换集成电路,可能会使集成电路再次损坏,因此,最好在检查外围元件正常的情况下再使用代换检测法。有些集成电路内有程序,如果程序错误,即使集成电路外围元件和有关控制信号都正常,集成电路也不能正常工作,对于这种情况,可重新写入程序或更换已写入正确程序的集成电路。(www.xing528.com)
二、集成电路的拆卸
在电路检修时,经常需要从印制板上拆卸集成电路,由于集成电路引脚多且密集,拆卸方法不当很容易损坏集成电路或印制板,以下介绍几种行之有效的集成电路拆卸方法。
1.吸锡器拆卸法
使用吸锡器拆卸集成电路是一种最常用的方法。可以使用吸锡器和电烙铁,也可以直接使用带吸锡器电烙铁。拆卸集成电路时,先用电烙铁加热熔化集成电路引脚上的焊锡,待焊锡熔化后吸入吸锡器内,全部引脚的焊锡吸完后集成电路即可从印制板上取下。
2.吸锡带拆卸法
将如图3.8-17所示的吸锡带放在被拆焊的焊点上,用电烙铁对吸锡带和拆焊点进行加热,焊料熔化后,焊点上的焊锡被吸锡带吸去,焊料吸除完后,集成电路即可从印制板上取下。如果没有吸锡带,也可用多芯铜线或屏蔽线内的编织线代替。
图3.8-17 吸锡带
图3.8-18 空心针
3.空心针拆卸法
空心针如图3.8-18所示,使用时要合理选择针头,使针头的内径正好套住集成电路的引脚。拆卸时用电烙铁将引脚焊锡熔化,及时用针头套住引脚,然后拿开电烙铁并旋转针头,等焊锡凝固后拔出针头,这样该引脚就和印制板完全分开了。所有引脚按此操作后,集成电路即可从印制板上取下。
4.增加焊锡熔化拆卸法
给待拆卸的集成电路引脚上再增加一些焊锡,使每列引脚的焊点连接起来以利于传热。拆卸时用电烙铁每加热一列引脚就用镊子或螺丝刀撬一撬,两列引脚轮换加热,直到拆下集成电路为止。这种方法拆卸完集成电路后,印制板上会残留较多焊锡,若想再次焊接上集成电路,先要对其进行清理。
三、集成电路的替换
当集成电路损坏时,需要将其替换才能使电路恢复正常工作。
1.直接替换
直接替换是指用于替换的集成电路不经任何改动而直接取代原来的集成电路,替换后不影响设备的主要性能与指标。直接替换要求两个集成电路的性能指标、封装形式、引脚编号、引脚用途、引脚间距等都相同。
最好能找到与损坏集成电路型号的前缀、数字编号、后缀完全相同的集成电路进行替换,否则可能会出现设备不能完全正常工作的情况。
如果实在无法找到相同型号的集成电路,也可使用型号不同但外形和引脚完全相同、性能不低于原型号的集成电路进行替换。一般情况下,前缀字母是表示生产厂家及电路的类别,前缀字母后面的数字编号相同,大多数可以直接代换。有些厂家生产的集成电路,用不同的数字编号来表示不同的电气参数,只要这些不同数字编号的集成电路相互间的引脚功能完全相同,也可相互替换。在有些情况下,不同厂家生产的同种功能的集成电路命名方式不完全一样,这就导致有些功能、参数、引脚排列都相同的集成电路可能型号完全不同,其实可以用来相互替换。
2.非直接替换
非直接替换是指不能进行直接替换的集成电路,经修改外围电路、改变原引脚的排列或增减个别元件后,可以替换损坏集成电路的方法。非直接替换所用的集成电路可以与原来的集成电路的外形、引脚编号、引脚用途不同,但功能要相同、特性要接近,替换后不能影响设备的主要性能与指标。
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