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工程师原创文章 · 技术经验分享 · 项目案例解析

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EMC测试实质

一、辐射发射测试实质辐射发射测试实质上就是测试产品中两种等效天线所产生的辐射信号，第一种是等效天线信号环路，环路是产生的辐射等效天线，这种辐射产生的源头是环路中流动着的电流信号（这种电流信号通常为正常工作信号，它是一种差模信号，如时钟信号及其谐波），如图1所示。❖ 图1 环路成为等效辐射天线如果环路面积为S的环路中流动着电流强度为I、频率为F的信号，那么，...
📅 2023-04-26 阅读全文 →

QFP再流焊接接合部工艺可靠性设计

一、接合部工艺可靠性设计滨田正和认为：当对QFP接合部施加外力作用时，接合部发生的应力分布如图1所示。❖ 图1 QFP接合部发生的应力分布其应力分布具有下述两个特征：① 靠近封装主体的引线部分在受到外力作用后，此部分发生的应力最大。因此，由于外力作用产生钎料接合部裂纹时，一般都集中在此处。② 应力沿引线长度方向的分布，在引线厚度约3倍长处为零。由上可知，在...
📅 2023-04-26 阅读全文 →

产品中电缆、连接器、接口电路与EMC

一、电缆是系统的最薄弱环节据统计，90%的EMC问题是电缆造成的。这是因为电缆是高效的电磁波接收天线和辐射天线，同时也是干扰传导的良好通道。电缆产生的辐射尤其严重。电缆之所以会辐射电磁波，是因为电缆端口处有共模电压存在，电缆在这个共模电压的驱动下，如同一根单极天线，如图1所示。❖ 图1 电缆共模辐射模型它产生的电场辐射为❖ 式中，I为电缆中的由于共模电压驱...
📅 2023-04-26 阅读全文 →

BGA、CSP再流焊接接合部工艺可靠性设计

一、确定必要的钎料量1.确定必要钎料量（体积）的理论依据滨田正和认为：BGA、CSP再流焊接接合部的结构具有下述3个特征。① 凸形再流焊接接合部，不像QFP那样可以通过外部引线来吸收外部的负荷和应力，BGA、CSP完全靠钎料自身来确保可靠性。② 在BGA、CSP封装内部也有接合部（见图1）。因此，受搭载元器件的PCB基板的挠曲变形的影响大，如图2所示。❖ ...
📅 2023-04-26 阅读全文 →

电缆布线造成的辐射超标案例分析

一、现象描述对某产品进行辐射发射测试，发现其不能满足要求，具体现象是从100～230 MHz频段内出现严重超标，最大点超过ClassB限值20 dB之多。测试频谱如图1所示。❖ 图1 辐射发射测试频谱图二、原因分析经过检查发现，该设备的直流供电电源线，布置如图2所示，即直流电源线从电源连接器、电源滤波器进入设备后，分为两路，经过一段很长的距离后再接到内部连...
📅 2023-04-26 阅读全文 →

PCBA的故障分析

一、概述现代电子装联工艺主要是以PCBA为对象展开的，因此，电子装联工艺可靠性的研究也主要以发生在PCBA上的故障现象为对象展开的。PCBA的故障现象可分为生产过程中发生的和在用户服役期间发生的两大类。（1）在制造过程中PCBA（内部的或表面的）发生的故障现象：如爆板、分层、表面多余物、离子迁移和化学腐蚀（锈蚀）等。（2）在用户服役期间PCBA上的各种各样...
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PCBA多余物和清洁度标准

一、PCBA多余物1.多余物定义PCBA制造过程中所发生的，存在于机内的所有非设计和工艺所要求的各种物理的或化学的、可见的和不可见的、气态的或液态的、宏观的或微观的等物质，均属多余物。多余物是产品潜在的可靠性隐患，必须仔细地清除。特别是对高密度组装和高可靠性产品来说，保持产品的清洁度要求尤为重要。2.常见的多余物PCBA常见的多余物大致可列举如下：●助焊剂...
📅 2023-04-26 阅读全文 →

使用屏蔽线一定优于非屏蔽线吗

一、现象描述某产品使用以太网通信接口，以太网电缆使用屏蔽网线，进行辐射发射测试时发现超标（CLASS B），并发现该辐射超标与以太网线有关。相关测试频谱图如图1所示。从图1中可以看出，150 MHz频点已经超过CLASS B限值。将以太网线改成非屏蔽的普通以太网线后，意外地发现测试可以通过CLASS B限值要求，并且还有一定的裕量。使用非屏蔽线后辐射发射频...
📅 2023-04-26 阅读全文 →

虚焊及冷焊

一、概述1.问题的提出在电子产品装联焊接中，长期以来虚焊、冷焊现象一直是困扰焊点工作可靠性的一个最突出的问题，特别是高密度组装和无铅焊接中此现象更为突出。历史上电子产品（包括民用和军用）因虚焊或冷焊造成电子装备失效而酿成事故的情况不胜枚举。虚焊现象成因复杂，影响面广，隐蔽性大，因此造成的损失也大。在实际工作中为了查找一个虚焊点，往往要花费不少的人力和物力，...
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BGA焊点的常见失效模式及机理

一、界面失效1.界面失效的特征界面失效的特征是：焊点的电气接触不良或微裂纹发生在焊盘和钎料相接触的界面层上，如图1、图2所示。❖ 图1界面失效焊点（1）❖ 图2 界面失效焊点（2）2.界面失效机理（1）虚焊。（2）冷焊。（3）不合适的IMC层。二、钎料疲劳失效1、钎料疲劳失效特征焊点钎料疲劳失效的特征是：微裂纹或断裂位置都是发生在钎料体的内部或IMC附近，...
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塑料外壳连接器与金属外壳连接器对ESD的影响

一、现象描述对某一采用金属外壳的多媒体产品进行ESD测试过程中，对音频接口进行2 kV的静电测试时，很容易使监视器上出现马赛克和图像凝固现象，测试失败。二、原因分析经过观察发现，音频接口的外壳是塑胶壳，而音频信号线的接头又靠外，所以静电干扰信号可以通过音频信号线直接耦合到PCB上，进而使设备运行异常。静电是一种高压能量的泄放，静电放电测试时，静电干扰信号有...
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从失败中成长，砥砺前行！

近几年来，国内外的航天失利次数呈上升趋势，如俄罗斯的质子号，联盟号等，无论从经济代价还是对从业人员来讲，每一次失利都是无比沉重的。与此同时，也让我们一次次对航天这一高风险行业更加充满敬畏之心，确实，每一次任务都是如履薄冰。写此篇犹豫颇久，一是怕由于自己只是普通的技术人员眼界有限，观点偏面，另一方面又觉得出于对航天这项伟大事业的热爱不得不说些什么。于是，过了...
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工艺可靠性试验概论

一、工艺可靠性试验的目的焊点在微电子封装产业中起着举足轻重的作用。积极优化焊接工艺，找出失效模式，分析失效机理，提高产品质量和可靠性水平，对电子封装产业均有重要的意义。由于现代电子产品中采用微电子学器件和功能模组越来越多，微电子器件封装中的焊点也越来越细小，而其所承载的力学、电学和热力学负荷却越来越重，对焊点的可靠性要求日益增高。例如，新型的芯片尺寸封装（C...
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基体金属的可焊性试验

一、可焊性的定义在IPC标准中，可焊性定义为“金属被钎料润湿的能力”。而润湿作用的广义定义应为：在基材上形成一层相对均匀、平滑、无裂缝黏附着的钎料薄膜。二、可焊性和可靠性评价可焊性的内涵包含下述3个方面的约定：① 熔化钎料对基体金属的润湿性；② 钎料和基体金属的接合性；③ 接合部的可靠性。上述3个约定中，①是表述可焊性的一项最重要的内容。一般来说润湿性好接...
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数码相机辐射骚扰问题引发的两个EMC设计问题

一、现象描述某款数码相机有一USB接口，外壳是塑料材质，内部控制电路印制板是双面板。进行辐射骚扰测试时，该数码相机的USB接口与计算机相连，并进行数据通信以模拟实际工作情况。3 m法半电波暗室中的测试结果如图1和图2所示。图1为辐射骚扰测试接收天线水平极化时的测试频谱图，图2是辐射骚扰测试接收天线垂直极化时的测试频谱图。❖ 图1 辐射骚扰测试接收天线水平极...
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测试性技术简介

一、测试性是可靠性系统工程的重要一环可靠性系统工程是研究产品全寿命过程中同产品故障作斗争的工程技术。从可靠性工程的发展过程，可以看出客观现实条件的变化，如：设备日趋复杂、使用运行环境日益严酷、财力与人力资源受到严格限制、可靠性技术不断发展等，导致人们在观念上产生了变化，从单纯地追求某些技术性能目标，转向追求以寿命周期费用体现出来的综合目标，转向要求系统的效...
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SMT概述

表面组装技术，英文名称为Surface Mount Technology，缩写为SMT，是一种将表面组装元器件（SMD）安装到印制电路板（PCB）上的板级组装技术，它是现代电子组装技术的核心，如图1为采用SMT制造的印制板组件。❖ 图1表面组装印制板组件表面组装技术，在电子工程业界，也称之为“表面安装技术”、“表面组装技术”。它最早起源于20世纪60年代的...
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PCBA组装流程设计和表面组装元器件的封装形式

一、PCBA组装流程设计1.全SMD布局设计随着元器件封装技术的发展，基本上各类元器件都可以用表面组装封装，因此，尽可能采用全SMD设计，有利于简化工艺和提高组装密度。根据元器件数量以及设计要求，可以设计为单面全SMD或双面全SMD布局（见图1）。❖ 图1双面SMD布局设计对于双面全SMD布局，布局在底面的元器件应该满足顶面焊接时不会掉下来的最基本要求。装...
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从安全功能角度谈失效模式

一、失效模式分类不同的失效方式称为失效模式。根据设备、子系统或系统发生失效的时间将失效分为早期失效、随机失效和老化失效；根据失效所造成的影响将安全仪表功能的失效模式分为安全失效、危险失效和无影响失效；根据引起失效的原因分为随机硬件失效、系统性失效和共因失效；考虑设备的自诊断功能时又分为通报失效、检测到和未检测到的失效；考虑冗余设备构成的表决系统时又分为独立...
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印制电路板制造工艺

一、概述PCB，即Printed Circuit Board的缩写，中文译为印制电路板，它包括刚性、挠性和刚-挠结合的单面、双面和多层印制板，如图1所示。❖ 图1 PCB的类别PCB为电子产品最重要的基础部件，用做电子元件的互连与安装基板。不同类别的PCB，其制造工艺也不尽相同，但基本原理与方法却大致一样，如电镀、蚀刻、阻焊等工艺方法都要用到。在所有种类的...
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E/E/PE安全相关系统的冗余表决结构

为了提高E/E/PE安全相关系统的可靠性或可用性，利用更多的设备构成冗余结构是实际应用中经常采用的方法。E/E/PE安全相关系统的冗余由两部分组成：其一是逻辑控制器本身的冗余；其二是传感器和执行器的冗余。常见的冗余表决结构有1oo1、1oo2、2oo2、1oo3、2oo3、1oo2D，下面将分别详细介绍。一、1oo1结构这种结构只有一个单独的通道，诊断测试...
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表面组装工艺控制关键点及工艺窗口和工艺能力

一、表面组装工艺控制关键点据统计，名列PCBA焊接不良前五位的是虚焊、桥连、少锡、移位和多余物，而这些不良现象的产生在很大程度上与焊膏印刷、钢网设计、焊盘设计以及温度曲线设置有关，也就是与工艺有关。如果说提升SMT的终极目标是为了获得优质焊点的话，那么就可以说工艺是SMT的核心。SMT工艺，按照业务划分，一般可分为工艺设计、工艺试制和工艺控制，如图1所示，...
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飞机载荷/环境谱简介

飞机结构载荷/环境谱是指作用在飞机结构上各种疲劳载荷和飞机历经的各种使用环境（特别是腐蚀环境）所形成的谱的总称。从谱的组成来看，飞机结构载荷/环境谱包括以下三种类型的谱：（1）飞机结构载荷谱；（2）飞机结构环境谱；（3）飞机结构载荷-环境谱。飞机疲劳载荷和使用环境是影响飞机结构使用寿命的两大主要因素，而且是性质不同的两大因素。疲劳载荷是以力学为其主要特征，...
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聊聊焊膏

一、组成及对焊接质量的影响1.组成焊膏由焊料合金粉（以下简称焊粉）和焊剂组成，而焊剂又由溶剂、成膜物质、活化剂和触变剂等组成，如图1所示。❖ 图1 焊膏的组成焊剂各组分所占焊膏质量的百分比及成分如下。（1）成膜物质：2%～5%（Wt），主要为松香及其衍生物、合成材料，最常用的是水白松香。（2）活化剂：0.05%～0.5%（Wt），最常用的活化剂包括二羧酸、...
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失活性焊膏

一、产生背景解决虚焊最有效的方法就是采用活性比较强的焊剂，然而，为确保焊后焊剂残留物的高绝缘性和低腐蚀性，又要求尽可能减少活性剂的含量，这就是长期束缚人们不敢使用活性较强助焊剂来解决虚焊问题的原因。显然要同时兼顾润湿性和耐腐蚀性是困难的，因此，传统的方法就是在润湿性和耐腐蚀性上寻求一个折中点。失活焊膏发明的目的就是设法在焊膏中加入某种物质，使其在再流焊接峰...
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飞机结构抗腐蚀疲劳设计

20世纪70年代以来，随着腐蚀环境对飞机结构使用寿命的影响越来越严重，飞机结构腐蚀疲劳问题到了不得不解决的地步。这样，美国自20世纪70年代中期以后的军用规范和标准以及我国自80年代末期以后的国军标，都明确规定了飞机结构抗腐蚀疲劳设计要求，但从目前国内外飞机结构的设计实践来看，并没有完全按照这些设计要求去进行飞机结构抗腐蚀疲劳设计和验证。换句话说，人们并不...
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SMT钢网设计

一、钢网制造方法与特点目前，钢网的制造方法主要有激光切割、化学腐蚀和电铸。1.激光切割激光切割，仍是目前主要的制造方法，其特点如下：（1）孔壁表面较粗糙，焊膏的转移率在70%～75%；（2）适合焊膏转移的钢网开窗与侧壁的面积比大于等于0.66。激光切割孔壁的质量如图1所示。图1 激光切割孔壁的质量2.电铸（1）孔壁表面平滑、呈梯形，焊膏的转移率高，达85%...
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我国电子制造业面临的困境

一、概述随着信息化技术的迅速发展，电子装备在现代高科技武器装备中所起的作用越来越重要。武器装备在对电子设备的体积、质量提出苛刻要求的同时，对其信息容量的需求也迅速增长，小型化、高集成度的微型元器件、组件、模块已构成电子装备的基本单元，新一代电子装备对高密度和新型元器件的装联工艺技术提出了更高的要求。电子装联工艺技术是电子装备制造业的基础，电子装联焊接是其核...
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高可靠电子产品的制造需要什么？

一、实现高可靠质量目标的因素1.良好的设计质量良好的设计质量包括组装方式，所用元器件的封装类型，元器件布局设计，焊盘设计与密度设计，焊点的可靠性与工艺性设计，PCB的结构、材料及工艺设计等。“设计要为制造而设计”，强化电路可制造性，使电路设计按照规范化、标准化的要求进行设计，提高电路设计的设计质量，把问题尽可能地消灭在设计阶段是可制造性设计的根本目的。可制...
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可靠性设计应遵循的原则

一、简化设计应遵循的原则1.应对产品功能进行分析权衡，合并相同或相似功能，消除不必要的功能。2.应在满足规定功能要求的条件下，使设计简单，尽可能减少产品层次和组成单元的数量。3.尽量减少执行同一（或相近）功能的零部件、元器件数量。4.应优先选用标准化程度高的零部件、紧固件与连接件、管线、缆线等。5.最大限度地采用通用的组件、零部件、元器件，并尽量减少其品种...
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