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传感器失效分析及整改方案

2021-09-15 01:19分类:传感器 阅读:

 

文章内容融合一种间距、光源感应器无效难题,开展情况调研,发觉具体因素为:感应器的提高板存有回流焊炉后遭受热冲击性造成过孔沉铜开裂发生似了解非触碰不稳定的常见故障;最后根据扩大焊盘及用环氧树脂胶堵孔的形式开展设计方案后,难题获得最后处理。

0 前言

智能科技的时期,大家针对手机应用及客户体验层面需求高些,而感应器便是手机上获得更多用途和更强感受十分关键的一部分。手机上集成化的感应器包含:距离感应器、光线感应器、瞬时速度感应器、指纹识别感应器、液位传感器、重测力传感器、罗盘指南针感应器等。距离感应器原理是根据红外线感测器接受由IR LED 传出越过后盖板并从物件反射面过来的光,历经模/ 数变换将数据信息给予到感应器集成ic,操纵亮灭屏;而光线感应器是基本双路光学二极管做为接受,光变为电子信号,开展模/ 数变换,根据对光线数据信息和红外线数据信息求差获得能见光的数据信息,为此数据信息做为led背光调整的根据。因为在应用全过程中某生产厂家的间距、光线感应器发生了无效,为了更好地从源头上剖析处理感应器无效难题,文中将从感应器无效原理、工艺技术、元器件构造等领域开展剖析,制订改进措施并根据试验认证其稳定性。

1 情况

在某型号规格手机上生产制造检测全过程中,系统测试职位持续发生多单间距、光线感应器不成功常见故障机退出,且该常见故障存有无效不稳定状况,品质不可控性,生产制造检测不可控性,非常容易流至售后服务,存有售后服务举报安全隐患,比较严重危害手机上产品品质和客户真实感受,难题迫切需要。

2 感应器无效根本原因

手机上生产过程中发生10% 的间距、光泽检测无效,对于此事大家对故障树开展根本原因。共寻找7 个难题缘故( 图1),在其中依据出现异常电脑主板SN 号追朔SPI 数据测试无异常,均为一次性完成检测,表明助焊膏包装印刷全过程无异常,无效缘由为感应器本身出现异常,该项清除;生产车间依照洁净规范开展生产制造,温度湿度按规范严苛监管,生产制造环境污染问题能够清除;职工均执证上岗,按规范开展工作,阅历丰富,且按时开展评定,该项清除;对生产设备开展查验,发觉生产厂家全自动给料路轨存有偏位,该项为出现异常缘故之一;剩下的IC 作用、焊层上锡出现异常、沉铜欠佳必须进一步剖析认证。

2.1 感应器失效分析

将常见故障品原材料与一切正常品原材料开展检验剖析,发觉常见故障品存有下列出现异常造成作用无效,感应器商品如图2 所显示。①将常见故障品与一切正常品的IC 开展互换检测作用,发觉常见故障品与一切正常品结果不会改变,表明IC 作用一切正常,因此锁住抬高板为感应器出现异常缘故之一。②观查抬高板底端焊层,出现异常脚底端焊层不上锡,比照一切正常脚锡量圆润,如图所示3 所显示。在高倍放大镜下观查出现异常原材料焊层,发觉有空气氧化、灰黑色印刷油墨上焊层状况,底端印刷油墨偏多,部分堆码,造成原材料脚与助焊膏有极度差,电焊焊接时不能与助焊膏合理触碰,上锡出现异常造成作用无效,如图4 所显示。③用数字万用表精确测量抬高板两边通断状况,发觉常见故障品左右焊层存有引路状况而一切正常品导通,如图所示5 所显示。将常见故障感应器抬高板做金相分析试验,发觉感应器下边抬高板存有过孔堵塞,沉铜断掉,造成左右焊层引路,使感应器常见故障,如图所示6 所显示。用打磨砂纸磨开过孔部位有发觉灰黑色化学物质,如图所示7 所显示。剖析为PCB 在打孔全过程麻花钻高速运转后,麻花钻发烫烧黑板才后残余的烟尘,后道清理工艺流程沒有解决整洁而致。

2.2 厂家生产加工工艺剖析

历经对厂家生产加工工艺清查,发觉生产过程中具有以下众多安全隐患点。

1)抬高板打孔结束后沉铜(焊盘在感应器焊层上),过孔孔壁与焊层相接处会产生电镀铜与电焊焊接板材覆铜电焊焊接带,随后再做阻焊,防焊进行再做印刷油墨封堵过孔,即在焊层登过孔部位处灌塞印刷油墨,存有印刷油墨灌塞偏多造成上焊层、过孔部位高过焊层高宽比,导致感应器接触不良现象;

2)PCB 在全自动给料路轨夹紧中固定不动不太好或PCB 加工工艺边有杂物导致夹紧部位不整平,助焊膏在包装印刷时超过焊层外,产生不规律性锡珠造成空焊;

3)对PCB 焊盘时麻花钻高速运转发烫易烧黑板才,但事后清理幅度不足,造成脏东西残余,发生沉铜断块状况。

3 感应器无效改进措施

3.1 整改意见

根据长时间生产制造数据统计分析,该生产厂家不一样批号的原材料存有不一样种类的难题,出现异常难题持续发生,表明生产厂家没从源头上处理。历经对厂商的生产过程安全隐患点开展清查,多方面试验认证,从生产流程、元器件构造、检测工艺流程三个层面提升并制订合理的解决方法。

1)生产流程:从钢丝网薄厚、助焊膏量等领域提升加工工艺主要参数,提升精密度,将焊层登过孔直径由0.35 mm 扩至0.45 mm,由原过孔塞印刷油墨改成封堵环氧树脂加工工艺,版块看不见过孔,版块整平,感应器与抬高板能优良通断;

2)检测工艺流程:对全自动给料路轨及PCB 加工工艺边全方位查验,用20 瞄准镜45°倾斜角光学显微镜对上锡量开展全检,并提升测试治具限位开关设备,防止空焊/ 假焊商品因测试压力过大而导致错判造成欠佳品排出;

3)元器件构造:提升PCB电镀铜层薄厚可降低断块状况,在清理工艺流程提升超音波和髙压清洗工艺流程,避免烟尘残余。

3.2 整顿实际效果评定

对整顿后感应器的功能构造、商品稳定性开展全方位评定,查验能不能实现预估整顿水准。

1)结构特征:将整顿前后左右的感应器放进X-Ray 开展观查,整顿后的抬高板沉铜匀称,没有孔堵塞、断块状况,对例如图8 所显示。焊层焊盘由原来的印刷油墨封堵加工工艺改成环氧树脂封堵加工工艺,变更后的焊层版块详细,上锡一切正常,如图所示9 所显示。依据企业《传感器检验规范》文档,规定PCB 抬高板过孔沉铜薄厚均值不小于20 μm,极小值不小于18 μm,孔角及孔边铜层不均匀发生损坏、破损状况。对整顿后的抬高板开展金相分析切成片,孔边薄厚符合规定,沉铜匀称无异常,如图所示10、图11 所显示。

2) 试验剖析: 对于感应器变更了多种生产工艺流程,分配试验认证其稳定性。对500 pcs 整顿前与整顿后的感应器过孔提升点环氧胶后回流焊炉高溫认证,在-10±2 ℃、60±2 ℃自然环境下各维持30 min,循环系统20 次,试验效果如表1。

将感应器拼装成整机开展持续工作中老化测试48 h,各自在脆化12 h、24 h、48 h 实验后开展系统测试,试验效果如表2。

对整顿前后左右的试品装100 台整机开展50 ℃高溫烤制6 h 以后,开展随机振动30 min,检测感应器作用,试验效果如表3。

能够看得出,整顿前感应器在不一样试验自然环境下均存有无效状况,检测不可控性,没法确保生产制造可靠性,而整顿后感应器作用均无异常,商品稳定性强,整顿实际效果显著。

4 感应器无效整顿汇总

对整顿后的控制器开展全方位评定,整顿后技术参数、构造规定合乎预估,从试验效果看来,整顿后感应器稳定性强,整顿实际效果显著。生产厂家整顿以后,依据生产过程数据信息表明无沉铜欠佳出现异常,整顿实际效果显著。此次根据感应器原材料在应用全过程中的出现异常意见反馈,对具体发生的各种难题开展剖析整顿,从元器件构造、生产制造加工工艺、检测工艺流程开展提升改善,并多方面试验论述,从源头上合理改进了产品品质和稳定性,提升 了生产率。

? ? ? ?责编:tzh

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