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工程师经验:78%的硬件失效罪魁祸首——焊接问题

导读: 你是否长时间纠缠于线路板的失效分析?你是否花费大量精力在样板调试过程中?你是否怀疑过自己的原本正确的设计?也许许多硬件工程师都有过类似的心理对话。有数据显示,78%的硬件失效原因是由于不良的焊接和错误的物料贴片造成的。

  你是否长时间纠缠于线路板的失效分析?你是否花费大量精力在样板调试过程中?你是否怀疑过自己的原本正确的设计?

  也许许多硬件工程师都有过类似的心理对话。有数据显示,78%的硬件失效原因是由于不良的焊接和错误的物料贴片造成的。导致工程师花费大量时间和精力在样板调试和分析中,耽误了项目进度。如果一时间找不出不良原因,工程师会怀疑自己的原本正确的设计,致使自己误入不正确的思维方向。在真正做硬件调试的时候,工程师往往会考虑很多高深的潜在诱因,但都不愿意去怀疑焊接是否足够可靠,但是往往“最安全的地方,就是最危险的地方”。工程师们会习惯性的认为焊接这样简单的事情不会造成许多貌似复杂的问题,一旦这样的问题发生了,他们也会习惯性的去考虑软件的健壮性,硬件电路的设计的合理性。比如,

  案例一,由于DDR高速信号部分某一信号的虚焊,系统作普通小数据量传输时看似都工作正常,然而在做大数据量的burst操作时,比如高清电影播放,操作系统载入,就会常常报错。而往往被误以为是软件原因,软件工程师长时间察看代码无果。

  案例二,由于焊接时时间和温度控制不当,导致LCD和USB这样的连接器内部的塑料结构部分因为高温而融化变形,导致某一信号意外断开,从而LCD无显示,USB无通讯,被误以为是软件驱动问题。

  案例三,在CPU电源旁,密集的分布着大量去偶电容,由于焊接过程中多余的焊锡导致某一电容短路,结果导致硬件工程师花费大量时间去逐个排查短路原因。

  案例四,高速信号接口连接器,由于某一信号虚焊,导致系统可以工作在较低的总线频率,一旦提升总线速度,系统立即报错。这样问题的原因基本很难被定位。

  案例五,由于电感部分的焊接不良,导致LED的PWM调光功能失效,工程师花大量时间确认是否是软件或者硬件的问题。

  焊接,看似简单,但是也是有许多的工作细节和步骤拼凑而成,而这些环节彼此间也是环环相扣的,任何一个环节的错误都会导致最终的问题。中国南方电子行业协会协同麦斯艾姆科技Massembly在深圳南山高新科技园成立了一家专业从事样板贴片焊接的服务机构,旨在为广大研发性电子科技类公司提供有效可靠的样板贴片服务,提升研发及产品上市速度。其独创性地在整体贴片工作流程的,点料,标注,印刷,贴片,及过炉等环节中,多次穿插加入了自有的3Q质检环节,有效的减少了硬件失效的可能性。

  所以,在硬件调试过程中,建议工程师们先观察你的样机的焊接质量,1,物料是否正确?2,脚位是否正确?3,是否有连锡,空焊,虚焊的情况?4,锡膏过炉后是否饱满,反光?5,PCB板是否有焦黄情况?6,连接器的结构部分是否在高温下熔化?7,芯片位置是否与丝印对应?

  检查完以上“浅显”项目后,再把精力放到那些“高深”的问题上!

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