アクティブな短絡を診断する効果的な方法は何ですか？これは、PCBに電源が投入された後にのみ現れる短絡回路を意味します。

tl; dr

プロトタイプ段階でデザインを作成しています。私の20枚のボードのうち17枚がうまく機能しています。他の3つはすべて3.3Vレールで短絡しています。これは、ボードの電源を入れた後にのみ表示されます。レール上のほとんどのコンポーネントを取り外した後、イーサネットPHYまで追跡しました。ICを持ち上げると、レールは3.3Vで安定しています。再び取り付けた場合（2つの新しいICを試しました）、レールが再び過負荷になり、ドロップアウトします。

私は徹底的に視覚的に検査し、ショートがないかボードを調べましたが、見つかりませんでした。私は、ICの周りのほとんどすべて（水晶、直列抵抗、フェライトビーズなど）を持ち上げましたが、それでも同じ動作をします。また、チップをリセット状態に保持しようとしましたが、それは役に立ちません。IC（VDDIO）の個々のピンを持ち上げて修正しましたが、実際の診断はできません。PCBファブに問題があるのではないかと考え始めていますが、それがどのようにこれを引き起こすのか完全にはわかりません。彼らは100％のE-テストを行うと主張しています。アドバイスをいただければ幸いです！

サーマルカメラの努力をお祈りしますが、実際には、カメラはショート自体ではなくショート（イーサネットPHY？）の影響を受けるICを表示することを期待しています。実際の故障箇所がICの内部よりも高い抵抗を持つためには、かなり幸運である必要があります。

カメラで何も見つからない場合、実際にGND / 3.3Vに接続されていないICピンのいずれかでGND / 3.3Vレールへの連続性を確認します。順方向にバイアスされたジャンクションは短絡に十分近いため、テストされたダイオードを使用してください。

それがマイナスになる場合は、ICを取り外してPCBに電力を供給し、すべてのピンの電圧をチェックします（理想的には、電源投入時の波形ですが、多数のピンでは面倒な場合があります）。0..VCC範囲外の電圧は、潜在的にICをラッチアップさせる可能性があります。これは通常、短絡のように見えます。

最後に、出力ピンに対応するすべてのパッドをアクティブに駆動できるかどうかを確認します。これは、スコープと信号発生器を一緒に接続して0〜3.3Vの方形波を出力し（スコープに方形波が見えるように）、プローブをパッドに接続することで実行できます。方形波が消えるということは、ICが同様に駆動したいパッドを他の何かが駆動しようとしていることを意味します。これは、オープンドレインおよび双方向ピンについては正当化できますが、純粋な出力については正当化できません。

常に機能するとは限りませんが、サーマルカメラでショートを追跡できる場合もあります。もちろん、サーマルカメラが必要です。

ボードの電源を入れ、サーマルカメラを非常に注意深く観察して、ボードのある領域が本当に熱くなるかどうかを確認します。これにより、少なくとも領域を絞り込むことができます。

または、「熱カメラのないルイロスマンサーマルカメラ」技術を使用することができます-ボードをIPAで覆い、ショートに電力を供給します-ショートしたものは熱くなり、アルコールは非常に速く蒸発します。これにより、何が短絡しているかが明らかになります。ここのデモを参照してください：https : //youtu.be/gRV0cmIj5Ks?t =236-ええ、それはちょっと悪い例です。この場合、彼はサーマルカメラでショートを見つけますが、彼は通常アルコール法を使用し、よく働く。

熱として見えるほど十分な電流をレールに流せない場合は、敏感な電圧計を使用してみてください。

メーターをマイクロボルト（µV）範囲に置き、1つのプローブを電流の発生源に、他のプローブを電流が流れる可能性のある場所に触れます。その経路を流れる電流が多いほど、メーターに表示される差が大きくなります。

私の通常のテクニックは、1つのプローブを常に電源コネクタまたは電圧レギュレータ出力ピンに接続したままにし、最大の差が見つかるまで他のプローブを移動することです。この点は、短絡に最も近くなります。

PCBトレースの抵抗は、もちろん幅に応じて1ミリメートルあたり約1ミリオームです（電卓で確認できます）。したがって、短絡が100mAなどを引き込んでいる場合、10ミリメートルごとに1mVの差が生じるはずです。

GND側からこれを行うこともできます。これは、短絡がIC出力ピンからグランドにある場合に役立ちます。ただし、ボードに適切なGNDプレーンがある場合、おそらく小さな電流の電圧は表示されません。

良いオプションはすでに述べていますが、これを追加します。免責事項：信号トレースのショートに適しています。

スタックノードトレーサー

エレクトロニクスの芸術、ページ。276では、「スタックノードトレーサー」について説明しています。これは、回路に電力が供給されているときに使用し、短絡が発生している場所を示すことができる高感度マイクロボルトメーターです。プローブの1つを固定位置（3V3レールなど）に保持し、もう1つをPCBトレースに沿って移動します。短絡を運ぶトレースは測定可能な電圧降下を示すため、短絡に近づくほど電圧計の表示が大きくなります。

私はこれを一度も構築したことはありませんが、妥当なように見えます（Tony EEも言及しています）。しかし、問題のPCBトレースが薄い場合、それは本当に便利です。

ショートを修正する

短絡がIC内にある場合、通常は欠陥のあるICであり、変更するだけです。ESDまたは何らかの虐待によって殺された可能性があります。

それがPCB上にある場合（そして、電気テストがなかった場合）、ショートの間に大きなスーパーキャップ（2kF@2.7V）を配置して、それを引き起こした小さなウィスカを蒸発させることにより、それらを修正することを楽しんでいます。このような問題が散らばっているPCBのバッチができたら（ガーバーへの変換が不適切で、工場のDRCに準拠していなかったため）。このようなひげのあるボードの束を修正しました。それは完全に楽しい（においがする）経験でした:)

電子機器が2.7Vで破壊されない場合は、実装済みのボードでもこの方法を使用できます。極性に注意してください、そうしないとどこにでも煙があります:)