Перед тем, как проверить микросхему на исправность, нужно иметь минимальные базовые понятия о конструкции и схемотехники устройства. Проверенный практикой способ, как утверждают специалисты компании А-Сервис в Санкт-Петербурге — сборка простой рабочей схемы на тестовом макете навесным монтажом. Способ позволяет проверить новую или выпаянную микросхему с результативностью 100%. Но, зная теорию работы модуля, иногда можно проверить микросхему не выпаивая, по месту ее включения. Возможно, кроме мультиметра, потребуется осциллограф, так как мониторятся не только напряжения, но и исправность формы сигнала на определенных выводах устройства.
Осмотр микросхемы
Если необходимо проверять микросхему без выпаивания из платы, нужно ее сначала осмотреть, желательно с применением лупы. Теоретически причины группируют в три категории:
- Эксплуатация при высокой влажности, приведшая к неисправности;
- Механические повреждения, электрический пробой с большим выделением тепла или без него;
- Тепловой пробой – самая распространенная неисправность микросхемы, и визуально такой дефект почти всегда виден сразу. Повреждение проявляется в виде трещины, вздутия или полного разлома корпуса, обгорания одного или нескольких выводов, черной дорожки кз между ножками и т.д.
Также признаком выхода схемы из строя является обгорание соседних активных или пассивных радиоэлементов – резисторов, конденсаторов, дросселей, диодов. Если в процессе осмотра никаких видимых неисправностей не выявлено, можно продолжать диагностику с подачей питания на модуль.
Тестирование выводов питания с помощью мультиметра
Первоочередная задача – проверить исправность микросхемы и работоспособность цепей питания с установленными разработчиками напряжениями микросборки. Стандартно первичный контроль проводится с помощью специального аналогового прибора (стрелочного авометра, тестера) или цифрового мультиметра. Узнать номера ножек, к которым прикладываются питающие напряжения, можно из даташитов (datasheets) – пакета документации на серию микросхем. Скачивают файл pdf на сайте разработчика.
В обратной ситуации (вы знаете номера питающих ножек, но не знаете рабочие напряжения) проверять нужно тестером, сверяясь с паспортом.
Мультиметр помогает узнать, целы ли цепи питания – нужно прозвонить VCC и GND выводы микросхемы. Показания прибора не должны быть нулевыми при прямом подключении тестера (плюсовой щуп контактирует с VCC+, отрицательный зажим – прикладывается к минусовой ножке изделия). Если результат измерений тестером находится в пределах стандарта, цепи питания микросхемы считаются рабочими, и нужно проверять форму других входных выходных сигналов. Для этого пригодится простейший осциллограф. Как это сделать, расскажем в следующих разделах.
При превышении допусков питающих напряжений подключение проверяют отдельно мультиметром, отсоединив микросхему от блока питания. Если без чипа питание находится в пределах нормы, а модуль не работает, микросхему нужно менять. Если параметры питающих напряжений не соответствуют заданным при отключенной микросхеме, нужно проверять работоспособность БП.
Диагностика RC цепей
Почти в каждой микросхеме есть цепочка резистор-конденсатор (RC), и при мониторинге рабочего сигнала на осциллографе будут отображаться сигнал пилообразной формы. В datasheet должно быть указано, где находится звено, выдающее такие формы напряжения, и если оно работает, то на каком выходе микросхемы должна наблюдаться «пила».
Общую цангу прибора соединяют с общей шиной платы GND, вторым зажимом измеряют сигнал. Если на экране видна «пила» стандартной формы, значит, цепь рабочая. При отсутствии пилообразной синусоиды схему или подключенные к ней элементы нужно проверять дальше.
Контроль сигнальных выводов
Один из методов анализа работоспособности микросхемы – контроль исправности выходов с сигнальными напряжениями. Если БИС (большая интегральная схема) обеспечивает жизнеспособность конкретного блока или последующего элемента, на выходах микросхемы должны быть правильные напряжения, соответствие которых сверяют с регламентными значениями в даташитах.
Осциллограф – подходящий прибор для контроля сигнальных напряжений. Алгоритм контроля похож на мониторинг индуктивных звеньев. Если конфигурация сигнала коррелирует с нормативной формой, значит, схема работает правильно. При отсутствии сигнала или значительном его искажении можно сделать вывод о неисправности микросхемы. Параллельно проверяют подконтрольную цепь, чтобы исключить нагрузку из списка возможных причин неисправности микросхемы.
Мониторинг источника опорного напряжения
Дополнительно нужно проверить сигналы на всех ножках микросхемы. Первый этап — измерение напряжения Vref на выходе ИОН – его стандартная величина прописана в паспорте на изделие. На контакте должно быть напряжение в указанных пределах относительно GND. Если показатель имеет большую погрешность, это может означать неисправность микросхемы или компонентов в ее цепях.
Диагностика механических повреждений
Физические дефекты на корпусе микросхемы или соседних радиодеталей указывают на четыре возможных фактора влияния:
- Нагрев корпуса чипа из-за КЗ в другой зоне печатной платы указывает на выход из строя не микросхемы, а включенного в ее цепь элемента. Микросхема пропускает ток больших значений через себя, поэтому греется;
- Микросхема и соседняя деталь вышли из строя одновременно или за короткий промежуток времени. Нагрев схемы может не быть постоянным и не критичным, но когда-нибудь она испортится;
- Не работает только микросхема. Часто такое случается при плохом контакте в слоте или на пайке;
- Печатная плата подвергалась воздействию влаги.
Все перечисленные обстоятельства влекут за собой механические повреждения корпуса и ножек микросхемы с обязательным выходом детали из строя. Визуально исправность чипа определяется по микротрещине на корпусе, почернению пластмассы, растрескиванию лака на текстолите, вздутию тела микросхемы, разлому или микровзрыву, выгоранию участка платы под микросхемой, отваливанию ножек, расплавлению припоя, другим видимым дефектам.
Дополнительные способы проверки микросхем
Каждое устройство снабжается сервисной документацией — даташитом. Данные направлены на проверку работоспособности печатных плат и микросхем. Часто отыскать инструкцию для конкретного устройства сложно, но документация на похожие блоки или платы может помочь. Так, ЦПУ HX-JE Intel может устанавливаться на материнские платы GIGABYTE, ASUS или ASRock, но специалист быстро найдет нужную информацию.
Один из оригинальных и актуальных способов определить неисправность микросхемы, что не выпаивать ее – приложить к ней распечатку кассового чека на термобумаге, плотно прижать его пальцем, затем посмотреть, есть ли темный оттиск. При греющемся модуле отпечаток будет отчетливым, и есть смысл проверить работоспособность элемента более точно – мультиметром или осциллографом. Хорошо подходит бумага от факса или принтера.
Особенности проверки различных видов микросхем
Обычно питающее напряжение подводится к ножке микросхемы с самым большим номером, минус — к выходу с вдвое меньшей нумерацией. Так, серии российских микросборок логики 155 или 555 запитываются через 7 и 14 ножки при общем количестве выводов 14 (8 и 16 при 16 ножках).
Если нужно узнать, как проверить микросхему 7160, чтобы не выпаивать, то здесь распиновка несколько иная — питание на элементы этой сборки подается на 1 и 26 ножки, общий провод – 21-й или 20-й вывод. Плюс напряжения обозначается, как V+ или VCC+, минус – V- или VCC-, ножка заземления – GND для обозначения ножек всех микросхем на принципиальной схеме. Контрольное напряжение также узнается из datasheet к сборке.
Заключение
При проверке микросхем и печатных плат с установленными компонентами на работоспособность специалисты сервисного центра А-Сервис рекомендуют использовать точное контрольно-измерительное оборудование. Мастера санкт-петербургской компании помогут быстро установить причину выхода микросхемы из строя, проведут ремонт и дадут гарантии на работы.
