某型產(chǎn)品自檢功能啟動(dòng)異常分析

王翔

摘要：本文描述了某產(chǎn)品的信號(hào)處理組件上的QFP芯片在常溫試驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)啟動(dòng)異常的現(xiàn)象、排查過程、解決方法及后續(xù)改進(jìn)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(jìn)

1概述

某型產(chǎn)品進(jìn)行維修時(shí)，開機(jī)后發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行開機(jī)自檢功能檢查時(shí)，綜合測(cè)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(cè)信號(hào)處理組件供電、電源組件供電、時(shí)鐘信號(hào)等，可以確定信號(hào)處理組件啟動(dòng)異常導(dǎo)致產(chǎn)品啟動(dòng)異常。

信號(hào)處理組件主要包括微處理器（ARM）、數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）和可編程邏輯器件（FPGA），以及接口電路、A/D電路等，主要作用是完成信號(hào)處理和數(shù)據(jù)處理，其中信號(hào)處理部分的主要功能是對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行采樣，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并進(jìn)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(shí)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(hào)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(cè)試儀，打開測(cè)試儀通電開關(guān)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行通電，采用三用表對(duì)數(shù)據(jù)處理組件接收自檢信號(hào)（檢查0）的插座XS3的第38腳供電電壓進(jìn)行測(cè)試，第38腳應(yīng)為5v，每隔6.4s應(yīng)收到1個(gè)0v的自檢信號(hào)，測(cè)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(hào)。

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(jìn)行自檢功能檢查，綜合測(cè)試儀的“正?！睙袅?，用三用表對(duì)數(shù)據(jù)處理組件接收自檢信號(hào)的插座XP3的第38腳供電電壓進(jìn)行測(cè)試，測(cè)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(hào)。將綜合測(cè)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(jìn)入跟蹤狀態(tài)，調(diào)節(jié)高度表零延遲靈敏度、零延遲測(cè)高精度、長(zhǎng)延遲靈敏度、長(zhǎng)延遲測(cè)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(hào)處理組件故障排查

將自檢故障的產(chǎn)品接至綜合測(cè)試儀，打開測(cè)試儀通電開關(guān)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行通電，采用三用表對(duì)信號(hào)處理組件發(fā)射自檢信號(hào)（檢查0）的插座XS6的第20腳供電電壓進(jìn)行測(cè)試，第20腳應(yīng)為5v，每隔6.4s應(yīng)發(fā)出1個(gè)0V的自檢信號(hào)，測(cè)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(hào)。

對(duì)故障的信號(hào)處理組件繼續(xù)進(jìn)行排查，自檢信號(hào)應(yīng)該是QFP芯片第19腳輸出的，對(duì)第19腳通過40倍立體顯微鏡進(jìn)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(diǎn)。

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(hào)故障，將信號(hào)處理組件安裝于正常工作的產(chǎn)品上進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與本產(chǎn)品故障現(xiàn)象一致，同為自檢報(bào)故狀態(tài)，所以，故該故障定位為QFP芯片第19引腳虛焊造成。

3? 機(jī)理分析

針對(duì)本產(chǎn)品中信號(hào)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(jìn)行觀測(cè)。通過顯微鏡檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，該芯片其他引腳焊盤錫量均勻、引腳潤(rùn)濕性良好、焊點(diǎn)光亮、平滑，無虛焊、漏焊、拉尖等情況，而在對(duì)19腳進(jìn)行仔細(xì)觀察時(shí)，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(dòng)試驗(yàn)、環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)、高低溫工序試驗(yàn)，以及后續(xù)的包裝、搬運(yùn)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(jī)器自檢報(bào)故，“正常”燈不亮。

對(duì)于翹曲產(chǎn)生的原因，從器件的入廠檢驗(yàn)、分發(fā)、領(lǐng)用、運(yùn)輸、裝載等方面進(jìn)行了分析。集成電路器件在入廠后需要按比例進(jìn)行抽驗(yàn)，驗(yàn)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(yàn)需將部分器件取出，驗(yàn)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(huì)造成引腳的變形甚至損傷。生產(chǎn)工人在領(lǐng)用該器件時(shí)，要求對(duì)引腳進(jìn)行檢查，輕微的變形需要手工進(jìn)行整形，在裝載至貼片機(jī)供料器時(shí)，需要再次進(jìn)行檢查，同時(shí)貼片機(jī)在拾取器件后，會(huì)采用圖像識(shí)別器對(duì)器件的引腳進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)引腳傾斜、缺損的，會(huì)拋掉不用。但無論是人工或者是貼片機(jī)檢查，都更傾向于發(fā)現(xiàn)引腳在水平方向的變形，而對(duì)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(duì)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(duì)于焊點(diǎn)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(jìn)措施

在后續(xù)的生產(chǎn)中，對(duì)于精密元器件在抽驗(yàn)和分料時(shí)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(yùn)、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(duì)操作工人及檢驗(yàn)人員進(jìn)行精密器件的焊點(diǎn)檢查方法培訓(xùn)，主要是對(duì)0.5 mm間距QFP、SOP器件在40倍立體顯微鏡下焊點(diǎn)是否合格的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行講解，讓操作工人及檢驗(yàn)人員對(duì)合格焊點(diǎn)的判斷標(biāo)準(zhǔn)有直觀印象，加強(qiáng)他們的質(zhì)量意識(shí)。

5 結(jié)論

某產(chǎn)品出現(xiàn)自檢報(bào)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(diǎn)檢查時(shí)又存在疏漏，致使該焊點(diǎn)在經(jīng)過振動(dòng)、環(huán)境試驗(yàn)、運(yùn)輸、安裝等諸多環(huán)節(jié)后焊點(diǎn)出現(xiàn)接觸不良，造成機(jī)器自檢報(bào)故。

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