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起火燒毀？！造成PCB腐蝕性短路真兇竟是它？

發(fā)布時間： 2025-05-25 00:00

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某型號熱敏打印機在待機狀態(tài)下突發(fā)燒毀，起火點位于內(nèi)部主板區(qū)域。更換新設備后功能恢復，但需查明失效原因。檢查樣品包括燒毀整機、良品整機及主板，通過系統(tǒng)性分析，最終鎖定故障根源為Cl元素引發(fā)的腐蝕性短路，以下是關鍵分析過程及結(jié)論。

1.外觀檢查&X-ray透視

外觀可見燒毀打印機燒毀非常嚴重，主板板面尤其是邊緣發(fā)生了明火燃燒，塑料外殼也燃起了明火主板邊緣及塑料外殼存在明火燃燒痕跡，部分元器件（如L1電感、J3 FPC連接器）脫落，+8V4電源網(wǎng)絡線路斷裂，但FPC只有一側(cè)明顯燒傷。

PCB無單一燒穿點，整體呈現(xiàn)均勻過熱現(xiàn)象，排除局部短路導致燒毀的可能。

3.拆板檢查

燒毀區(qū)域集中于電源回路（VINPUT、INPUT、+8V4及GND網(wǎng)絡），主板表面沒有發(fā)現(xiàn)明顯的銅箔熔化和PCB板燒毀坑或洞等小區(qū)域嚴重燒毀特征，主板板面呈現(xiàn)大面積過熱現(xiàn)象，板邊緣有明火灼燒痕跡。主板背面有長距離的煙熏痕跡。

燒毀整機剩余部分上可以觀察到有一處燒毀最為嚴重，其大致對應+8V4網(wǎng)絡脫落的部分所在位置。內(nèi)部的透明塑料有明顯的熱影響區(qū)，但是未波及區(qū)沒有煙熏痕跡。

4.供電回路殘存元器件電參數(shù)測試

電源回路中D1二極管短路，U4芯片開路，其他元件阻抗或壓降表現(xiàn)正常。U3芯片IV曲線正常，但轉(zhuǎn)移到良品板上測試功能也正常，表明U3本身未損壞。

5.開封和切片

D1二極管晶圓過電流燒毀，U4芯片鍵合脫落，L1電感內(nèi)部有過熱跡象但焊接正常。主板PCB板斷面無明顯燒毀點，但靠近頂層的玻纖燒毀更嚴重。

6.電源板和良品主板上電測試

對打印機外部的電源板（設計供電電流5A）進行上電測試，發(fā)現(xiàn)其輸出電壓隨著電流增大而降低，當輸出電流到5.5A時，輸出電壓下降到11.68V，輸出功率達到最大64W。取OK#1主板，從C18引腳引出導線連接負載，上電測試U3芯片的輸出過電流保護能力，發(fā)現(xiàn)當U3輸出電壓應該是7V，而不是標稱的8.4V。當輸出電流達到5.5A時會觸發(fā)過電流保護。當U3輸出電流達到5.5A，輸出電壓快速下降，電壓下降到2.8V左右，輸出電流被切斷，以此循環(huán)。

7.良品主板模擬試驗

因燒毀主板上C19、C16消失不見了，假設它們存在短路，是否會引起燒板。在L1將JP1短接后打印機能否正常工作，此時若后端發(fā)生短路能否引起燒板。為驗證上述假設，設計了如下試驗：

OK#3主板，短接C19后，上電發(fā)生冒煙后起火，燒毀的元件為U3芯片，與燒毀整機情況不符。

OK#4主板，短接C16后，上電后未發(fā)生燒毀。電路短路保護啟動。

OK#5主板，移動L1到燒毀主板上的位置，上電后指示燈正常亮；之后短接+8V4到GND，再次上電，未發(fā)生燒毀，電源輸出功率最大22.6W，之后下降穩(wěn)定在2.1W，這說明電路中短路保護已經(jīng)啟動。

8.整機模擬試驗

OK整機#5，取下PTC，用電阻絲代替，并且將電阻絲接地，加電后，大量冒煙，最后電阻絲燒斷前有明火產(chǎn)生，但未持續(xù)燃燒。試驗后，拆開檢查，PCB主板背面有煙熏痕跡，煙熏痕跡覆蓋區(qū)域與失效樣品的主板燒毀區(qū)域重合度較好。

9.燒毀主板PTC引腳處檢查

因此推斷PCB板上最初的冒煙起火點在PCB背面的PTC引腳處。圖30中可見PTC的引腳孔處PCB板有明顯的明火灼燒痕跡。對燒毀主板PTC引腳孔處進行放大檢查。主板背面PTC引腳處發(fā)現(xiàn)有銅綠。銅綠是銅在潮濕的條件下銅、二氧化碳、水、氧氣共同作用下生成的產(chǎn)物。銅綠的生成說明此處銅皮發(fā)生了腐蝕。通過EDS對該處銅綠進行成分測試，發(fā)現(xiàn)其中含有腐蝕元素Cl和Br，Br元素可能來自于助焊劑殘留，銅綠臨近區(qū)域也含有，而Cl元素則主要在銅綠處檢測到。Cl元素的存在加速了銅綠的形成。因此可以推測PTC引腳處的PCB板應該存在含Cl元素的腐蝕性異物，含Cl元素的異物腐蝕了銅皮，導致PTC引腳對地線的短路燒毀。