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基于QC工具的微波组件故障分析与定位

时间:2017-11-24 11:22:38 来源:  点击:452
刘子龙  童红兰
   中国电子科技集团公司第三十八研究所   230031
文章摘要:在现代微波通讯产品的不断发展和技术成果的不断涌现中,微波组件的电路原理与产品内部立体结构分布原来越复杂。结合微波组件的自身特点,运用QC工具从微波调试生产过程出发定位产品故障,很大程度上提高了微波组件性能的稳定性和可靠性,对组件的质量产生了很大的影响。
关键词:微波组件、串扰、微波调试、QC工具
一、问题的出现: 某前级组件调试流程为分级调试,为了确保在高低温、振动等非常规环境下的组件稳定性及可靠性,在组件级产品完成性能调试之后,必须进行环境应力筛选,筛选测试合格后,方可进行下道工序的中转。在实际批产调试中发现,某前级组件环境应力筛选后一次测试合格率只有60.3%,但环境应力筛选后常规产品测试合格率应大于90%。 二、问题的分析: 组件环境应力筛选后一次测试合格率低的主要原因为输出功率的变化大,占整个不合格品的比例高达88%。由于产品内部空间结构的复杂性和操作人员装配的差异性,使用微波仿真(如Microwave)等技术手段来排除单一组件故障及批产品相似故障具有很大的困难,尤其是故障的具体定位较为复杂。Mentor公司的Hyperlynx仿真软件虽然可以对集成电路中的串扰进行有效分析,但是无论是用于布线前的仿真工具LineSim ,还是用于布线后的仿真工具BoardSim,其适用在PCB板仿真,主要对微带线之间、带状线之间以及微带线与带状线之间的仿真分析精准度较高。通过一系列的实验仿真,我们并没有定位出具体的故障电路。 在这里我们改变思路,以实际产品为出发点,结合产品的设计电路与调试手段,运用QC工具来逐层分析故障问题。通过逐级对产品数据指标进行分析,发现第二级功率模块输出功率变化在环境应力筛选前后较为明显。经统计,得出功率变化为100%,不合格数为24件,环境应力筛选后第二级输出功率不合格率达到了85.7%,产品指标变化尤为明显。 第二级模块功率管加电需通过一条横跨模块上方的电源线进行加电,由于结构的特殊性,组件模块工作时电源线会有电流通过,单一电源线的抗干扰能力较差,查阅相关资料,可能是微波串扰从而影响了第二级的输出功率。 三、实验验证: 确认步骤1:确认装配在准备工作时电源线成型情况,随机抽取50个样本测量其实际长度,电源线长度在65.5mm~75.5mm之间,样本量数据偏右区间,无明显其他规律分布。 在组件调试时,发现环境应力筛选后,第二级电源线有位置偏移的现象发生,电源线横跨在微带线上方,加剧了电源线对微带传输线的信号串扰。统计50件前级组件第二级电源线在环境应力筛选后位移数为28件,占整个实验样本的56%。 为了验证电源线位移对功率的影响,对发生位移的28件组件做出统计,得出功率变化为100%,不合格数为24件,第二级电源线位移后输出功率不合格率达到了85.7%。计算得出:第二级输出功率不合格率=电源线位移率×第二级电源线位移后输出功率不合格率=56%×85.7%=48.0%。由上实验得出,如果第二级功率合格率大于90.5%的话,电源线位移率≤(1-90.5%)÷85.7=11.0%,远远小于实际值48.0%。第二级电源线长度过长而造成环境试验后电源线位移,会严重影响组件第二级输出功率。 确认步骤2:为了进一步验证在实际调试中,第二级电源线长度对第二级输出功率的相关性,采用分层抽样法,分别从10个不同第二级电源线长度的样本关系中各抽取3个样本进行分析,为了便于分析和体现数据的客观性,抽取60码功率变化率的绝对值数据进行分析研究。 依据数据采用相关系数判断法对数据进行分析如下:
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