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基于QC工具的微波組件故障分析與定位

時間:2017-11-24 11:22:38 來源:  點擊:14773
劉子龍  童紅蘭
   中國電子科技集團公司第三十八研究所   230031
文章摘要:在現代微波通訊產品的不斷發展和技術成果的不斷涌現中,微波組件的電路原理與產品內部立體結構分布原來越復雜。結合微波組件的自身特點,運用QC工具從微波調試生產過程出發定位產品故障,很大程度上提高了微波組件性能的穩定性和可靠性,對組件的質量產生了很大的影響。
關鍵詞:微波組件、串擾、微波調試、QC工具
一、問題的出現: 某前級組件調試流程為分級調試,為了確保在高低溫、振動等非常規環境下的組件穩定性及可靠性,在組件級產品完成性能調試之后,必須進行環境應力篩選,篩選測試合格后,方可進行下道工序的中轉。在實際批產調試中發現,某前級組件環境應力篩選后一次測試合格率只有60.3%,但環境應力篩選后常規產品測試合格率應大于90%。 二、問題的分析: 組件環境應力篩選后一次測試合格率低的主要原因為輸出功率的變化大,占整個不合格品的比例高達88%。由于產品內部空間結構的復雜性和操作人員裝配的差異性,使用微波仿真(如Microwave)等技術手段來排除單一組件故障及批產品相似故障具有很大的困難,尤其是故障的具體定位較為復雜。Mentor公司的Hyperlynx仿真軟件雖然可以對集成電路中的串擾進行有效分析,但是無論是用于布線前的仿真工具LineSim ,還是用于布線后的仿真工具BoardSim,其適用在PCB板仿真,主要對微帶線之間、帶狀線之間以及微帶線與帶狀線之間的仿真分析精準度較高。通過一系列的實驗仿真,我們并沒有定位出具體的故障電路。 在這里我們改變思路,以實際產品為出發點,結合產品的設計電路與調試手段,運用QC工具來逐層分析故障問題。通過逐級對產品數據指標進行分析,發現第二級功率模塊輸出功率變化在環境應力篩選前后較為明顯。經統計,得出功率變化為100%,不合格數為24件,環境應力篩選后第二級輸出功率不合格率達到了85.7%,產品指標變化尤為明顯。 第二級模塊功率管加電需通過一條橫跨模塊上方的電源線進行加電,由于結構的特殊性,組件模塊工作時電源線會有電流通過,單一電源線的抗干擾能力較差,查閱相關資料,可能是微波串擾從而影響了第二級的輸出功率。 三、實驗驗證: 確認步驟1:確認裝配在準備工作時電源線成型情況,隨機抽取50個樣本測量其實際長度,電源線長度在65.5mm~75.5mm之間,樣本量數據偏右區間,無明顯其他規律分布。 在組件調試時,發現環境應力篩選后,第二級電源線有位置偏移的現象發生,電源線橫跨在微帶線上方,加劇了電源線對微帶傳輸線的信號串擾。統計50件前級組件第二級電源線在環境應力篩選后位移數為28件,占整個實驗樣本的56%。 為了驗證電源線位移對功率的影響,對發生位移的28件組件做出統計,得出功率變化為100%,不合格數為24件,第二級電源線位移后輸出功率不合格率達到了85.7%。計算得出:第二級輸出功率不合格率=電源線位移率×第二級電源線位移后輸出功率不合格率=56%×85.7%=48.0%。由上實驗得出,如果第二級功率合格率大于90.5%的話,電源線位移率≤(1-90.5%)÷85.7=11.0%,遠遠小于實際值48.0%。第二級電源線長度過長而造成環境試驗后電源線位移,會嚴重影響組件第二級輸出功率。 確認步驟2:為了進一步驗證在實際調試中,第二級電源線長度對第二級輸出功率的相關性,采用分層抽樣法,分別從10個不同第二級電源線長度的樣本關系中各抽取3個樣本進行分析,為了便于分析和體現數據的客觀性,抽取60碼功率變化率的絕對值數據進行分析研究。 依據數據采用相關系數判斷法對數據進行分析如下:
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