搜索
电子产品（设备）结构设计与制造工艺第八章电子产品整机装配与调试第八章电子产品整机装配与调试8.1制造工艺业务的二条业务主线从宏观的角度上，我们把业务复杂交错的制造工艺分成二大业务主线，即：产品加工业务主线和物流业务主线。一、产品加工业务主线1、产品线纵向运作方式工艺部门按照产品的开发进度划分了单独负责产品试制和负责产品量产的部门进行支持。试制人员的主要业务是支持研发设计新产品导入后的试制和验证工作，为研发设计反馈可制造性设计问题，同时也关注到前阶段的可制造性需求上；管制人员主要负责量产成熟产品的加工业务，保证整个制造系统的正常加工及发货。第八章电子产品整机装配与调试2、产品加工工序路线横向运作方式产品加工工序路线横向运作方式是制造工艺的核心业务主线，这种平台式的运行方式贯穿于产品加工的每个工序，制造工艺的核心就是为产品服务也正体现于此。产品加工环节从大框架上可以分成单板加工，结构测试，功能测试，整机加工和整机测试五个环节。第八章电子产品整机装配与调试8．2电子设备的整机装配一、电子设备整机装配原则电子设备整机结构的基本要求是：结构布局科学合理，工作性能稳定可靠；体积小，重量轻，结构紧凑，便于运输；外形美观，操作方便，便于维修；工艺性能良好，适宜于自动化生产或大批量生产。二、整机装配的工艺流程在大批量生产的电子产品的生产组织中，工艺文件实质上就是由反映上述各阶段工艺特征的文件所组成的，这些阶段可概括为装配准备、部件装配、整件装配三个阶段。1．装配准备装配准备主要是为部件装配和整机装配作好材料、工装设备、技术资料和生产组织等方面的准备工作。第八章电子产品整机装配与调试2．部件装配部件是电子设备中的一个相对独立的组成部分，由若干元器件、零件装配而成。部件装配是整机装配的中间装配阶段，是为了更好地在生产中进行产品质量管理，更便于在流水线上组织生产。3．整机装配整机是由检验合格的材料、零件和部件经连接紧固所形成的具有独立结构或独立用途的产品。整机装配又叫整件装配或整机总装。第八章电子产品整机装配与调试8．3电子设备的整机调试电子设备装配完成之后必须经过调试才能达到设计的技术指标要求。调试实际上包括调整和测试两方面的工作，整机调试是在组成整机的单元功能电路板、机械结构、组装部件或分机等进行调试并达到指标要求的基础上，总装后再对组成整机的可调元件、部件进行调整并对整机各项电气性能进行测试。测试是指利用手工或自动设备对系统或部件进行测量或评定，以证实其是否满足规定要求。因此，测试又可分为自动测试和手工测试、外部测试和机内测试。整机调试工作的主要内容：明确调试目的、项目和要求。正确选择测试仪器仪表。按照调试工艺规程对电子设备进行调试。分析调试中出现的问题，排除故障。对调试数据进行分析处理，作出产品是否合格的结论，或写出调试报告，提出改进意见。第八章电子产品整机装配与调试一、调试工艺文件1、基本内容产品的调试是按照调试工艺文件进行的。调试工艺文件是企业的技术部门根据国家或企业颁布的标准及产品的等级规格拟定的。基本内容包括：调试设备、方法及步骤。测试条件及有关注意事项。调试安全操作规程。调试所需要的工时定额、数据资料及记录表格。测试责任者的签署及交接手续等。2、制定原则根据产品的规格等级、性能指标及应用方向确定调试项目及要求。充分利用本企业的现有设备条件，使调试方法步骤合理可行，操作者方便安全。尽量利用先进的工艺技术提高生产效率和产品质量。调试内容和测试步骤尽可能具体、可操作性强。测试条件和安全操作规程要写仔细清楚。测试数据尽可能表格化，便于综合分析。第八章电子产品整机装配与调试二、调试仪器的选择使用及布局1.调试仪器的选择及使用调试用仪器仪表和设备应满足计量和检测要求，仪器仪表的精度应高于测量所要求的精度，并应有定期计量检定合格证。应根据需要选择相应的测量范围和灵敏度的仪器。测试仪器输入阻抗的选择，要求在接入被测电路后，产生的测量误差在允许范围内，或不改变被测电路的工作状态。测试仪器量程的选择应满足测量精度的要求。例如，指针式仪表应使被测量指在满该度值的2/3以上的位置，选用数字式仪表的量程时，应使其所指示的数字位数尽量等于被测量值的有效数字位数。使用仪器测试时应选择好量程，调整好零点，有些仪器还需要按规定预热；灵敏度较高的仪表测试连线应采用屏蔽线，高频测试时，高频插头应直接触及被测试点。第八章电子产品整机装配与调试2.调试仪器布局仪器的布置应安全稳定，操作调节方便，观测视差小。仪器仪表在测试台上的布局，应避免相互干扰；仪器仪表与被调试整机之间的连接线应尽量短而整齐，且必须共地线，以避免产生相互感应和耦合。为了避免产生地线电阻耦合，整机输入端所有跨接的仪表地线端应连在一起，与整机输入端地线相连，整机输出端所有跨接的仪表地线端连在一起，与整机输出端地线相连。三、整机调试程序和方法整机调试是在单元部件调试的基础上进行的。单元部件调试的一般工艺流程为：外观检查→静态调试（测试调整电路各级静态工作点）→动态调试（加输入信号或给定信号，再测试调整各调试点的电压、电流、波形、频率或频率特性，使其达到技术指标要求）→性能指标综合调试（对整个单元部件的性能指标要求进行综合调试）。第八章电子产品整机装配与调试整机调试程序：外观检查：检查项目按工艺文件而定。结构调试：主要目的是检查整机装配的牢固可靠性及机械传动部分的调节灵活和到位性。通电检查：通电前应先检查电源极性是否接对，输出电压数值是否合适，一般先将电源输出电压调至最小，开机后再慢慢调至要求值；通电后，应观察被测试件有无打火、放电、冒烟或异味；电源及其它仪表指示是否正常。电源调式：电源空载初调；电源加载细调。整机统调：调试好的单元部件装配成整机之后，其性能参数会受到一些影响，因此装配好整机后应对其单元部件再进行必要的调试。整机技术指标测试：按照整机技术指标要求及相应的测试方法，对已调整好的整机进行技术指标测试，判断它是否达到质量要求的技术水平。老化：按要求对整机进行可靠性测试，老化之后，还应对整机的技术指标进行复测，合格后入库。第八章电子产品整机装配与调试四、功能测试与老化1．功能测试概述测试系统是现代电子产品制造系统中的重要组成部分，用来检验产品质量，分析产品缺陷，反馈可测性要求，是保证产品质量的重要手段。测试系统一般包括在线测试系统和功能测试系统。在线测试的目的一般是为了找出被测单板元器件及连线的故障，而功能测试的目的是测试整机或单板的功能是否能正常工作，各项功能指标是否满足要求。在线测试系统和功能测试系统取长补短、相辅相成，共同完成产品的测试任务。功能测试和在线测试是互为补充的，与在线测试相比，其实现的方式和达到的效果都不同。对于一些功能非常简单的单板，一般可以考虑只采用FT。除此之外一般都会考虑在线测试与功能测试组合的测试策略。如果产品非常复杂、成品率低、产量高，一般只需要在线测试设备，如果产品产量高、成品率高而且成熟，一般只需要功能测试设备。如果产品较复杂、产量高、成品率较高而且成熟，则既需要在线测试设备也需要功能测试设备。第八章电子产品整机装配与调试2.功能测试工艺和设备的原理功能测试的定义：功能测试一般是通过被测板的对外接口对它进行测试，测试原理如图1所示，测试装备本身提供各种激励信号源，通过接口激励被测板，同时测试装备接收被测板的响应信号，并将响应信号和预期结果相比较，最后判断功能的好坏。FIXTUREUUTinputoutputcontrolTESTERstimulatordetectorcontroller第八章电子产品整机装配与调试功能测试的特点：功能测试主要是面向大批量生产的，它的目的是从单板的外部接口来测试硬件功能好坏，不是测试单板设计的对与错、优与劣、软件的所有分支以及单板的总体性能。功能测试前提条件是默认单板的设计是成功的，只是有些单板在生产的过程中由于种种原因损坏，导致不能正常工作，功能测试可以剔除这些坏板。功能测试仪一般只需要做与被测试物对应的连接器或夹具，只要对外接口不变，原有的测试仪就可以用于新的被测板，只需要升级软件即可，所以功能测试仪对被测板改动的适应能力较强。功能测试仪一般是模拟整机环境，让单板正常工作后，测试其输入输出信号，全面检测其硬件好坏，测试可靠性高。但由于是在接口处测试，所以故障定位模糊，只能判断单板某些功能的好坏，如果想定位到具体的芯片还需要作进一步的分析。第八章电子产品整机装配与调试3、老化含义：严格意义上来讲，老化（Burnin）是指采用高温方法对产品施加环境应力，而环境应力筛选（ESS：EnvironmentStressScreen）则不仅包括高温应力，还包括其他很多应力，例如温度循环、随机振动等，如图7所示。所以，老化是属于环境应力筛选的一种。但现在很多公司已经把“老化”这个词的意义扩展了，老化就等同环境应力筛选，环境应力筛选俗称为老化。目的：在电子产品在加工过程中，由于经历了复杂的加工和元器件物料的大量使用，将引入各种缺陷。无论是加工缺陷还是元器件缺陷，都可分为明显缺陷和潜在缺陷。明显缺陷可通过常规检验手段（即上面提到的ICT、FT等）加以发现。潜在缺陷则无法用常规检验手段发现，而是运用老化的方法来剔除。其实，老化还有一个更重要的目的（和测试一样）：通过老化使产品加工工艺不断改进，使元器件品质不断改进，改进到不需要老化为止。第八章电子产品整机装配与调试老化的原理：老化的理论基础是电子产品的故障率曲线（简称浴盆曲线），如图所示。老化是以剔除早期故障为目标，其理想的老化点为图中的D点，D点的选择主要靠经验数据。图中的A、B、C……表示老化程度的不同，A点表示老化不足，老化后仍有较大比率的缺陷流入市场，而E点则是过老化，这样增加了老化成本，缩短了产品使用寿命。故障率时间筛选点早期失效期使用寿命期耗损期DABCE过筛选欠筛选第八章电子产品整机装配与调试8．4电子设备结构性故障的检测及分析方法一、引起故障的原因总的来说电子设备的故障不外乎是由于元器件、线路和装配工艺三方面的因素引起的。二、排除故障的一般程序和方法1.排除故障的一般程序排除故障的一般程序可以概括为三个过程：调查研究是排除故障的第一步，应该仔细地摸清情况，掌握第一手资料。进一步对产品进行有计划的检查，并作详细记录，根据记录进行分析和判断。查出故障原因，修复损坏的元件和电路。最后，再对电路进行一次全面的调整和测定。第八章电子产品整机装配与调试2.排除故障的分析方法具体的排除故障的方法归纳为以下十二种。对于某一产品的调试检测而言，要根据需要灵活选择、组合使用这些方法。不通电观察法在不接通电源的情况下，打开产品外壳进行观察。用直观的办法和使用万用表电阻档检查有无断线、脱焊、短路、接触不良，检查绝缘情况、保险丝通断、变压器好坏、元器件情况等等。查找故障，一般应该首先采用不通电观察法。通电观察法接通电源进行表面现象观察。通过观察，有时可以直接发现故障的原因。例如，是否有冒烟、烧焦、跳火、发热的现象。如遇这些情况，必须立即切断电源分析原因，再确定检修部位。第八章电子产品整机装配与调试信号替代法利用不同的信号加入待修产品的有关单元的输入端，替代整机工作时该级的正常输入信号，以判断各通讯电路的工作情况是否正常，从而可以迅速确定产生故障的原因和所在单元。检测的次序是，从产品的输出端单元电路开始，逐步移向最前面的单元。信号寻迹法用单一频率的信号源加在整机的输入单元入口，然后使用示波器或万用表等测试仪器，从前向后逐步观测各电路的输出电压波形或幅度。波形观察法用示波器检查整机各级电路的输入和输出波形是否正常，是检修波形变换电路、振荡器、脉冲电路的常用方法。这种方法对于发现寄生振荡、寄生调制或外界干扰及噪声等引起的故障，具有独到之处。第八章电子产品整机装配与调试电容旁路法在电路出现寄生振荡或寄生调制的情况下，利用适当容量的电容器，逐级跨接在电路的输入端或输出端上，观察接入电容后对故障现象的影响，可以迅速确定有问题的电路部分。部件替代法利用性能良好的部件（或器件）来替代整机可能产生故障的部分，如果替代后