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起火烧毁？！造成PCB腐蚀性短路真凶竟是它？

发布时间： 2025-05-25 00:00

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某型号热敏打印机在待机状态下突发烧毁，起火点位于内部主板区域。更换新设备后功能恢复，但需查明失效原因。检查样品包括烧毁整机、良品整机及主板，通过系统性分析，最终锁定故障根源为Cl元素引发的腐蚀性短路，以下是关键分析过程及结论。

1.外观检查&X-ray透视

外观可见烧毁打印机烧毁非常严重，主板板面尤其是边缘发生了明火燃烧，塑料外壳也燃起了明火主板边缘及塑料外壳存在明火燃烧痕迹，部分元器件（如L1电感、J3 FPC连接器）脱落，+8V4电源网络线路断裂，但FPC只有一侧明显烧伤。

PCB无单一烧穿点，整体呈现均匀过热现象，排除局部短路导致烧毁的可能。

3.拆板检查

烧毁区域集中于电源回路（VINPUT、INPUT、+8V4及GND网络），主板表面没有发现明显的铜箔熔化和PCB板烧毁坑或洞等小区域严重烧毁特征，主板板面呈现大面积过热现象，板边缘有明火灼烧痕迹。主板背面有长距离的烟熏痕迹。

烧毁整机剩余部分上可以观察到有一处烧毁最为严重，其大致对应+8V4网络脱落的部分所在位置。内部的透明塑料有明显的热影响区，但是未波及区没有烟熏痕迹。

4.供电回路残存元器件电参数测试

电源回路中D1二极管短路，U4芯片开路，其他元件阻抗或压降表现正常。U3芯片IV曲线正常，但转移到良品板上测试功能也正常，表明U3本身未损坏。

5.开封和切片

D1二极管晶圆过电流烧毁，U4芯片键合脱落，L1电感内部有过热迹象但焊接正常。主板PCB板断面无明显烧毁点，但靠近顶层的玻纤烧毁更严重。

6.电源板和良品主板上电测试

对打印机外部的电源板（设计供电电流5A）进行上电测试，发现其输出电压随着电流增大而降低，当输出电流到5.5A时，输出电压下降到11.68V，输出功率达到最大64W。取OK#1主板，从C18引脚引出导线连接负载，上电测试U3芯片的输出过电流保护能力，发现当U3输出电压应该是7V，而不是标称的8.4V。当输出电流达到5.5A时会触发过电流保护。当U3输出电流达到5.5A，输出电压快速下降，电压下降到2.8V左右，输出电流被切断，以此循环。

7.良品主板模拟试验

因烧毁主板上C19、C16消失不见了，假设它们存在短路，是否会引起烧板。在L1将JP1短接后打印机能否正常工作，此时若后端发生短路能否引起烧板。为验证上述假设，设计了如下试验：

OK#3主板，短接C19后，上电发生冒烟后起火，烧毁的元件为U3芯片，与烧毁整机情况不符。

OK#4主板，短接C16后，上电后未发生烧毁。电路短路保护启动。

OK#5主板，移动L1到烧毁主板上的位置，上电后指示灯正常亮；之后短接+8V4到GND，再次上电，未发生烧毁，电源输出功率最大22.6W，之后下降稳定在2.1W，这说明电路中短路保护已经启动。

8.整机模拟试验

OK整机#5，取下PTC，用电阻丝代替，并且将电阻丝接地，加电后，大量冒烟，最后电阻丝烧断前有明火产生，但未持续燃烧。试验后，拆开检查，PCB主板背面有烟熏痕迹，烟熏痕迹覆盖区域与失效样品的主板烧毁区域重合度较好。

9.烧毁主板PTC引脚处检查

因此推断PCB板上最初的冒烟起火点在PCB背面的PTC引脚处。图30中可见PTC的引脚孔处PCB板有明显的明火灼烧痕迹。对烧毁主板PTC引脚孔处进行放大检查。主板背面PTC引脚处发现有铜绿。铜绿是铜在潮湿的条件下铜、二氧化碳、水、氧气共同作用下生成的产物。铜绿的生成说明此处铜皮发生了腐蚀。通过EDS对该处铜绿进行成分测试，发现其中含有腐蚀元素Cl和Br，Br元素可能来自于助焊剂残留，铜绿临近区域也含有，而Cl元素则主要在铜绿处检测到。Cl元素的存在加速了铜绿的形成。因此可以推测PTC引脚处的PCB板应该存在含Cl元素的腐蚀性异物，含Cl元素的异物腐蚀了铜皮，导致PTC引脚对地线的短路烧毁。