控制器測試工裝放電技術(shù)

耿本利 陳中煒 程磊 張秀鳳

摘要：控制器是空調(diào)的大腦，在整機運行上起著至關(guān)重要的作用?？刂破鞯馁|(zhì)量直接決定了空調(diào)的使用壽命?？刂破髟谏a(chǎn)時需模擬整機運行狀態(tài)進(jìn)行功能測試，測試主板上各模塊電路能否正常工作，在此基礎(chǔ)上增加放電電路，不僅可提前篩選出功能異常的電路板，同時能保障測試工裝電壓不對主板進(jìn)行損害，最終提高整機的可靠性，降低售后投訴，提高公司品牌質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：控制器;功能測試;放電電路;可靠性

0引言

各大家電等企業(yè)中，為保證整機產(chǎn)品性能合格，每一單控制器都經(jīng)過功能測試進(jìn)行篩選，主板上的半導(dǎo)體器件易受到靜電、過電損傷而導(dǎo)致器件功能失效。功能測試可以篩選出在測試崗位前已經(jīng)失效的器件，測試工裝給主板進(jìn)行供電，工裝外接負(fù)載來模擬整機進(jìn)行測試各模塊的運行情況。功能測試可以有效篩選出有問題的控制器，但工裝電源電壓不穩(wěn)、放電不徹底時也會損傷控制器，使得篩選環(huán)節(jié)成為過電隱患的來源。

1功能測試原理

測試工裝內(nèi)設(shè)測試板，內(nèi)含強電檢測電路、弱點檢測電路、驅(qū)動輸出電路、感溫包模擬電路、通訊電路以及與機構(gòu)配合電路。利用工裝快測的方式模擬檢測空調(diào)器制冷、制熱的各個線路電壓、電流是否正常：同步模擬檢測過流保護(hù)電路、過載保護(hù)電路、低壓保護(hù)電路、高壓保護(hù)電路、感溫包電路等各個保護(hù)電路是否正常。根據(jù)主板線路針對的布防工裝測試點，測試點使用連接線與內(nèi)設(shè)測試板連接，以便達(dá)到啟動工裝下壓主板與測試點探針接觸供電，達(dá)到測試的目的。

2研究背景

2.1芯片批量失效

生產(chǎn)過程中出現(xiàn)多單芯片下線，從芯片失效數(shù)據(jù)看主要集中為A編碼和B編碼芯片失效最為突出，共計占比73%。具體故障明細(xì)如下。

2.2芯片失效機理確認(rèn)

分別取故障品A芯片與B芯片各3單進(jìn)行開封分析，芯片開封后，晶圓表面均存在明顯灼傷痕跡，分析為EOS過電損傷導(dǎo)致。

2.3失效模擬確認(rèn)

排查工裝工具確認(rèn)過電隱患點為工裝放電不足使得二次放電擊穿芯片。通過模擬驗證分析此次異常主要為控制器在功能檢測過程后，顯示板上c20/c1525V/470uf儲能電容無法在測試完成后短時間內(nèi)釋放內(nèi)部電荷，而控制器在周轉(zhuǎn)過程中板上元器件引腳相互接觸后電容器殘留電荷進(jìn)行二次放電，造成芯片瞬間過電而損傷失效。

3測試工裝增加放電電路完善

3.1增加放電結(jié)果監(jiān)控電路

工裝在放電時僅接了負(fù)載進(jìn)行放電，對放電效果無法監(jiān)督。放電電路中增加發(fā)光二極管，使放電結(jié)果目視化，驗證工裝斷電后，待二極管燈滅，此時電路余電測量未超過1V，驗證可行。同時共設(shè)置4個放電端口，可滿足所有機型的放電需求。區(qū)分強弱電放電，分別針對45V以上電壓和45V以下電壓設(shè)置不同的放電方式，杜絕測試設(shè)備的EOS類損傷。

下表為強電端口放電結(jié)果顯示表，通過端口顯示檢測到的電壓可有效監(jiān)控放電效果。

表26R JCS239-5J CN 5端口（檢測強電的端口）

3.2增加放電延遲電路

在測試過程，員工可在測試結(jié)束后可手動結(jié)束測試，此時無法對放電時間進(jìn)行有效監(jiān)控，使用時間繼電器和中間繼電器形成互鎖，利用時間繼電器控制氣動頭的上升時間，即測試完成后時間繼電器工作（一般時間繼電器設(shè)置為3～5s）3～5s后氣缸才能升起，這樣板子與放電工裝充分放電，電容的電壓很小，不會對板子帶來隱患。

3.3測試方式調(diào)整

廠內(nèi)生產(chǎn)線在生產(chǎn)完顯示板后直接在后工序裝注塑件盒，大膽提出在裝完注塑件盒后進(jìn)行插線測試。并對DcT工裝增加放電回路。因有注塑件盒防護(hù)，DcT測試完電容余電有存在沒有放完的，但不存在控制器板相互接觸的隱患，故不會有電容余電對控制器芯片失效的隱患。

4改善效果跟蹤

改善前，在1個月的時間，兩個編碼的芯片出現(xiàn)8單過電失效;改善后，跟蹤2個月，同款機型編碼無下線。由此可得出經(jīng)過上述改善有效解決了工裝放電不足導(dǎo)致的芯片過電損傷問題。

5小結(jié)

通過對芯片的失效分析，確認(rèn)芯片失效為過電擊穿。研究現(xiàn)有工裝的測試缺陷，針對異常點進(jìn)行專項攻關(guān)，將所測試電路按照強、弱電進(jìn)行分類，分別設(shè)計對應(yīng)的放電電路，同時利用發(fā)光二極管的發(fā)光原理，來實現(xiàn)放電效果的目視化監(jiān)控。為確保整改有效，消除在執(zhí)行過程中人為操作異常導(dǎo)致的執(zhí)行偏差，將放電結(jié)果進(jìn)行計時，利用時間繼電器、中間繼電器互鎖實現(xiàn)工裝放電后自動彈起，提高測試工裝放電可靠性。