某型產(chǎn)品自檢功能啟動異常分析

1、    某型產(chǎn)品自檢功能啟動異常分析    王翔摘要：本文描述了某產(chǎn)品的信號處理組件上的qfp芯片在常溫試驗時，出現(xiàn)啟動異常的現(xiàn)象、排查過程、解決方法及后續(xù)改進等，詳細(xì)介紹了該芯片的虛焊的原因。關(guān)鍵詞：虛焊  解決方法  改進1概述某型產(chǎn)品進行維修時，開機后發(fā)現(xiàn)，進行開機自檢功能檢查時，綜合測試儀數(shù)字輸出高度無輸出，“正?！?、“準(zhǔn)備好”燈未能亮起，不滿足技術(shù)指標(biāo)規(guī)定，通過監(jiān)測信號處理組件供電、電源組件供電、時鐘信號等，可以確定信號處理組件啟動異常導(dǎo)致產(chǎn)品啟動異常。信號處理組件主要包括微處理器（arm）、數(shù)字信號處理器（dsp）和可編程

2、邏輯器件（fpga），以及接口電路、a/d電路等，主要作用是完成信號處理和數(shù)據(jù)處理，其中信號處理部分的主要功能是對輸入的信號進行采樣，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并進行處理，并將結(jié)果送給數(shù)據(jù)處理部分;數(shù)據(jù)處理部分重要完成功能解算、時序控制、自檢管理等功能。2排查過程根據(jù)故障現(xiàn)象初步判定，影響產(chǎn)品自檢功能不正常的原因有兩方面：數(shù)據(jù)處理組件故障，信號處理組件故障。故障分析如圖1所示。2.1數(shù)據(jù)處理組件故障排查將自檢故障的產(chǎn)品接至綜合測試儀，打開測試儀通電開關(guān)，對產(chǎn)品進行通電，采用三用表對數(shù)據(jù)處理組件接收自檢信號（檢查0）的插座xs3的第38腳供電電壓進行測試，第38腳應(yīng)為5v，每隔6.4s應(yīng)收到1個0

3、v的自檢信號，測試結(jié)果為：第38腳電壓為1.1v，并且沒有收到0v的自檢信號。將此數(shù)據(jù)處理組件安裝在工作正常的產(chǎn)品內(nèi)，按要求進行自檢功能檢查，綜合測試儀的“正?！睙袅粒萌帽韺?shù)據(jù)處理組件接收自檢信號的插座xp3的第38腳供電電壓進行測試，測試結(jié)果為：第38腳電壓為5v，并且每隔6.4s收到了0v的自檢信號。將綜合測試儀各開關(guān)置于初始位置，調(diào)節(jié)可變衰減器使產(chǎn)品進入跟蹤狀態(tài)，調(diào)節(jié)高度表零延遲靈敏度、零延遲測高精度、長延遲靈敏度、長延遲測高精度等指標(biāo)，產(chǎn)品均能正常工作。因此，可以排除數(shù)據(jù)處理組件的故障。2.2 信號處理組件故障排查將自檢故障的產(chǎn)品接至綜合測試儀，打開測試儀通電開關(guān)，對產(chǎn)品進行通電

4、，采用三用表對信號處理組件發(fā)射自檢信號（檢查0）的插座xs6的第20腳供電電壓進行測試，第20腳應(yīng)為5v，每隔6.4s應(yīng)發(fā)出1個0v的自檢信號，測試結(jié)果為：第20腳電壓為1.1v，并且沒有收到0v的自檢信號。對故障的信號處理組件繼續(xù)進行排查，自檢信號應(yīng)該是qfp芯片第19腳輸出的，對第19腳通過40倍立體顯微鏡進行檢查，發(fā)現(xiàn)該引腳有輕微翹起現(xiàn)象，焊錫量過少，與焊盤的有效接觸面較少，屬于不合格焊點。2.3  問題定位根據(jù)故障排查結(jié)果，確定該qfp芯片自檢信號故障，將信號處理組件安裝于正常工作的產(chǎn)品上進行測試，測試結(jié)果與本產(chǎn)品故障現(xiàn)象一致，同為自檢報故狀態(tài)，所以，故該故障定位為qfp芯片

5、第19引腳虛焊造成。3  機理分析針對本產(chǎn)品中信號處理組件返廠維修后定位的qfp芯片19腳虛焊問題，通過分析和判定，并將qfp芯片放置在40倍立體顯微鏡下進行觀測。通過顯微鏡檢測發(fā)現(xiàn)，該芯片其他引腳焊盤錫量均勻、引腳潤濕性良好、焊點光亮、平滑，無虛焊、漏焊、拉尖等情況，而在對19腳進行仔細(xì)觀察時，發(fā)現(xiàn)該引腳前端有部分翹曲，翹曲部分脫離焊盤，表面附帶有一定的焊錫量，在翹曲的引腳和焊錫之間，有開裂形成的縫隙。因此判斷，由于引腳的部分端面翹曲，使得該引腳所接觸到焊盤的有效面積降低、焊錫量也隨著減少，存在焊接缺陷，加之后續(xù)經(jīng)過若干環(huán)節(jié)的振動試驗、環(huán)境應(yīng)力篩選試驗、高低溫工序試驗，以及后續(xù)的包

6、裝、搬運等過程后，使得引腳與焊盤完全脫開，直接導(dǎo)致接觸不可靠，機器自檢報故，“正?！睙舨涣?。對于翹曲產(chǎn)生的原因，從器件的入廠檢驗、分發(fā)、領(lǐng)用、運輸、裝載等方面進行了分析。集成電路器件在入廠后需要按比例進行抽驗，驗收外觀尺寸及引腳是否符合要求。qfp芯片來料原為編帶形式，但由于抽驗需將部分器件取出，驗收后又無法重新放回編帶中，故常與編帶一起放置在防靜電塑料袋中，并由物資部門分發(fā)到生產(chǎn)車間。該芯片由于是細(xì)間距的器件，引腳細(xì)、密且比較軟，輕微的碰觸就會造成引腳的變形甚至損傷。生產(chǎn)工人在領(lǐng)用該器件時，要求對引腳進行檢查，輕微的變形需要手工進行整形，在裝載至貼片機供料器時，需要再次進行檢查，同時貼片機在

7、拾取器件后，會采用圖像識別器對器件的引腳進行檢查，發(fā)現(xiàn)引腳傾斜、缺損的，會拋掉不用。但無論是人工或者是貼片機檢查，都更傾向于發(fā)現(xiàn)引腳在水平方向的變形，而對于垂直方向的變形即引腳共面性不好的缺陷，往往很難判定，因此可能存在遺漏，正如qfp芯片第19腳的翹曲。對于這一方面的遺漏，需要借助于焊接后的檢查和修焊來予以剔除，也就是說，焊接后對于焊點的檢查尤為重要，無遺漏的檢查，才能避免焊接隱患，確保焊接質(zhì)量。4 改進措施在后續(xù)的生產(chǎn)中，對于精密元器件在抽驗和分料時造成分散包裝的，必須采用防靜電托盤、盒或防靜電海綿固定放置，從而避免裝入防靜電塑料袋所造成的引腳變形和損傷。在芯片轉(zhuǎn)運、拿取和返修等過程中，要確保放置平穩(wěn)、安全，不允許出現(xiàn)跌落、碰撞、引腳損傷的情況。工藝人員對操作工人及檢驗人員進行精密器件的焊點檢查方法培訓(xùn)，主要是對0.5 mm間距qfp、sop器件在40倍立體顯微鏡下焊點是否合格的標(biāo)準(zhǔn)進行講解，讓操作工人及檢驗人員對合格焊點的判斷標(biāo)準(zhǔn)有直觀印象，加強他們的質(zhì)量意識。5 結(jié)論某產(chǎn)品出現(xiàn)自檢報故，是由于qfp芯片的19腳引腳存在變形、翹曲，使得該引腳所接觸到焊盤的有效面積減少、焊錫量少，存在焊接缺陷，而在焊點檢查時又存在疏漏，致使該焊點在經(jīng)過振動、環(huán)境試驗、運輸、安裝等諸多